Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Плотность паров бензина


Плотность бензинов и их компонентов

Автомобильный бензин или компонент

Плотность (кг/м2)

Бензин АИ-92 (летнего вида)

755

Бензины:

- каталитического риформинга ……………………..

- каталитического крекинга …………………………

- термического крекинга …………………………….

758

785

734

Метанол (метиловый спирт)

791

Этанол (этиловый спирт)

789

Аммиак

680

Скипидар

865

Бензол

879

Изооктан

692

Скипидар – жидкость с едким запахом, получаемая гл. образом путем перегонки живицы (Живица – смолистое вещество, выделяющееся при надрезе, повреждении из стволов хвойных деревьев).

Вязкость - это проявление внутримолекулярного трения. С увеличением молекулярной массы вязкость нефтепродуктов увеличивается, а с повышением температуры — уменьшается. Зависимость вязкости от температуры — важный показатель любых нефтепродуктов, в том числе и топлив, называемый вязкостно-температурной характеристикой.

Определяют вязкость специальными приборами — вискозиметрами. За единицу динамической вязкости (сокращенно — вязкость) принята вязкость такой жидкости, единица поверхности которой при градиенте скорости сдвига, равном единице, требует для своего перемещения усилие, равное единице силы. Единицей динамической вязкости является Па·с.

Отношение вязкости жидкости к вязкости воды при той же температуре называют относительной вязкостью, а к вязкости воды при 0 °С - удельной вязкостью.

Кроме динамической вязкости существует также понятие кинематической вязкости, которая равна отношению динамической вязкости жидкости к ее плотности при той же температуре, т. е.

,

где динамическая вязкость при температуреt; - плотность жидкости при температуре t; - кинематическая вязкость при температуреt.

При расчете пропускной способности жиклеров в карбюраторе или дозирующих устройств систем впрыскивания надо иметь в виду, что с понижением температуры возрастают одновременно вязкость и плотность топлива. При понижении температуры вязкость топлива увеличивается в 8—10 раз быстрее, чем его плотность, поэтому массовый расход через дозирующие устройства уменьшается. Кроме того, понижение температуры топлива обычно происходит зимой и совпадает с понижением температуры воздуха на впуске, увеличивающим массовый расход воздуха. Все это вместе взятое, если не принять специальных мер, может привести к недопустимому обеднению горючей смеси.

В современных системах впрыскивания с электронным управлением изменением температуры топлива и воздуха программа дозирования топлива корректируется автоматически, что исключает обеднение горючей смеси.

Но для нормальной работы двигателя еще недостаточно точно реализовать программу дозирования топлива. Очень, важно, чтобы топливо перед сгоранием испарилось и образовалась горючая смесь с воздухом.

Образование горючей смеси топлива и воздуха зависит как от физических свойств самого топлива, так и от условий, в которых происходит этот процесс, т. е. от относительной скорости топлива воздуха и ее изменения в течение всего времени смесеобразования температуры воздуха и топлива; количества теплоты, подводимое к топливу и воздуху в течение всего времени смесеобразования продолжительности процесса смесеобразования.

Если перечисленные условия считать постоянными, то на полноту испарения топлива влияют давление насыщенных паров, поверхностное натяжение, коэффициент диффузии, вязкость, скрытая теплота парообразования, теплоемкость и фракционный состав.

При одинаковых условиях в двигателе более полно испарится то топливо, у которого больше давление насыщенных паров, коэффициент диффузии и теплоемкость и у которого меньше поверхностное натяжение, скрытая теплота парообразования и вязкость. Во всех случаях, чем легче фракционный состав топлива, т. е. чем ниже температура выкипания его фракций, тем лучше (полнее и быстрее) протекает процесс испарения.

Рассмотрим физические свойства топлива, влияющие на его испарение.

Давление насыщенных паров определяет процесс испарения топлива. Чем оно больше, тем быстрее испаряется топливо. Следовательно, этот показатель лимитируется только условием предупреждения образования паровоздушных пробок. Давление насыщенных паров многокомпонентной жидкости зависит не только от свойств отдельных компонентов, но и от соотношения жидкой и паровой фаз. В жидкой фазе всегда меньше легких компонентов, чем в паровой. Поэтому для определения насыщенных паров бензинов по стандарту должно быть выдержано определенное отношение паровой и жидкой фаз, равное четырем.

В реальных условиях испарения топлива соотношение его паровой и жидкой фаз значительно больше. Например, на установившемся режиме работы во впускном трубопроводе прогретого двигателя соотношение указанных фаз может достигать 9—12 тыс.; при пуске холодного двигателя оно уменьшается до 700 и даже 500. Таким образом, в двигателе насыщения горючей смеси парами топлива не возникает,

Поверхностное натяжение выражается величиной работы, необходимой для выхода молекул из объема жидкости в поверхностный слой площадью 1 см2.

Поверхностное натяжение зависит от температуры топлива. При температуре кипения каждого индивидуального углеводорода его поверхностное натяжение становится равным нулю. Определить значение поверхностного натяжения можно прибором, главной частью которого является капиллярная трубка строго определенного диаметра. Трубку погружают в топливо на глубину 1-1,5 мм и потом приподнимают с таким расчетом, чтобы смачивающее ее топливо удерживалось на конце трубки. После этого в трубку постепенно нагнетают воздух, давление которого контролируют с помощью водяного пьезометра. При образовании на конце капилляра пузырька, воздуха замеряют (пьезометром) его давление.

Поверхностное натяжение подсчитывают по формуле

,

где р - давление воздуха внутри пузырька; R — радиус капилляра.

Для углеводородных топлив (бензин, дизельное топливо) поверхностное натяжение приближенно определяют по эмпирической формуле

,

где - коэффициент поверхностного натяжения, мН/м;- плотность топлива, кг/м3.

В табл. 3 приведены значения поверхностного натяжения различных жидкостей. Для сравнения там же дано поверхностное натяжение воды.

Таблица 3

Топливо

Температура, 0С

10

20

30

1. Бензин автомобильный

2. Бензол моторный каменноугольный

3. Спирт:

- этиловый

- метиловый

4. Вода

24,0

29,2

28,5

24,0

74,0

23,0

28,0

22,6

23,1

72,5

21,1

25,8

21,1

22,6

71,0

Поверхностное натяжение влияет на тонкость распыливания топлива, как в карбюраторном двигателе, так и в дизеле.

В карбюраторном двигателе скорость истечения топлива из распылителя мала по отношению к скорости воздушного потока в диффузоре. Топливо захватывается воздушным потоком и образует тонкие жгуты, пленки, бусообразные структуры, которые начинают быстро распадаться на капельки различной величины и формы. В этот момент поверхностное натяжение способствует разрушению пленок и жгутов топлива, так как оно сопровождается уменьшением их поверхности.

Образовавшиеся капли топлива в результате аэродинамических воздействий деформируются и начинают дробиться на более мелкие капли. Поверхностное натяжение при этом препятствует распыливанию топлива, поскольку общая поверхность топлива увеличивается.

Вязкость топлива влияет не только на его дозирование, но через тонкость распыливания топлива и на полноту испарения, так как чем тоньше распыливается топливо, тем больше его поверхность испарения.

Испаряемость топлива является параметром, позволяющим оценить ряд его важнейших эксплуатационных свойств. Ее характеристикой служит фракционный состав.

studfiles.net

Бензин — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия — статья

Бензи́н (франц. benzine, от араб. любан джави — яванское благовоние) — смесь различных углеводородов, выкипающая в пределах 30-205 °С. В состав бензина, кроме углеводородов (парафиновых, олефиновых, нафтеновых и ароматических), могут входить примеси-серо-, азот- и кислородсодержащие соединения.

Бензин готовят смешением компонентов, получаемых в основном переработкой нефти: прямой перегонкой, а также крекингом, риформингом, коксованием и др. Применяют главным образом в качестве горючего для двигателей внутреннего сгорания с принудительным воспламенением (карбюраторных и с непосредственным впрыском). Небольшие количества бензина используют как растворители и промывочные жидкости. Плотность бензина 700-780 кг/куб. м, температура замерзания — ниже -60 °С, температура вспышки — ниже 0°С. При концентрации паров бензина в воздухе 74-123 г/куб.м образуются взрывчатые смеси.

Автомобильные бензины

В зависимости от доли в составе бензина низкокипящих углеводородов бензин подразделяется на зимний и летний (в зимнем бензине низкокипящих углеводородов больше).

В России в соответствии с ГОСТ Р 51105-97 к основным маркам автомобильного бензина относятся бензин с октановыми числами, измеренными исследовательским методом:

  • Нормаль-80 — с октановым числом не менее 80;
  • Регуляр-92 — с октановым числом не менее 92;
  • Премиум-95 — с октановым числом не менее 95;
  • Супер-98 — с октановым числом не менее 98

Авиационные бензины

К авиационному бензину предъявляются более высокие требования к качеству. Октановое число авиационного бензина более высокое, чем автомобильного.

Авиационный бензин получают путем прямой перегонки нефти, каталитического крекинга или риформинга с добавлением в его состав высококачественных компонентов, этиловой жидкости и различных присадок.

В соответствии с ГОСТ 1012-72 сорта авиационных бензинов маркируются в виде дроби: Б-91/115 и Б-95/130 (в числителе — октановое число или сортность на бедной смеси, в знаменателе — сортность на богатой смеси).

Бензины-растворители используются в качестве растворителя при приготовления резиновых клеев при производстве печатных красок, мастик; для обезжиривания электрооборудования и различных поверхностей (ткани, кожи, металлов) перед склеиванием или нанесением различных покрытий; для промывки металлических деталей, в производстве искусственного меха; для изготовления быстросохнущих масляных красок и электроизоляционных лаков; С помощью растворителя также извлекают канифоль из древесины.

Экстракционные бензины, имеющие температуру кипения 70-95 °C используются как растворители в резиновой и лакокрасочной промышленности.

На практике широко применяется нефрас как растворитель при производстве искусственных кож, для химической чистки тканей, промывки деталей перед ремонтом и др.

В лакокрасочной промышленности широко распространен бензин-растворитель - уайт-спирит.

Бензины для нефтехимии (Нафта)

В нефтехимической промышленности используется фракция нефти с пределами выкипания до 180 °C, получаемой путем прямой перегонкой нефти с добавлением небольшого количества вторичных фракций. Нафта используется на нефтехимических предприятиях в качестве сырья при получения этилена. Товарные названия нафты: бензин газовый стабильный (БГС), бензин для химической промышленности, бензин прямогонный (БП) и дистиллят газового конденсата легкий (ДГКл)

Основные эксплуатационные характеристики бензина, применяемого как горючее: испаряемость, горючесть, воспламеняемость, химическая стабильность, склонность к образованию отложений, коррозионная активность.

Испаряемость в наибольшей мере определяется фракционным составом и давлением насыщенных паров. По этим показателям бензины могут существенно различаться, тогда как прочие показатели (коэффициент диффузии паров, вязкость, поверхностное натяжение, теплоемкость, плотность), как правило, для всех бензинов очень близки. От фракционного состава и давления насыщенных паров бензина зависят скорость прогрева двигателя, износ его деталей, расход горючего, а также такие эксплуатационные характеристики, как возможность пуска двигателя при низких температурах и склонность к образованию паровых пробок в системе питания. Применение бензина с большим содержанием низкокипящих фракций облегчает пуск двигателя, но вызывает образование паровых пробок. Кроме того, использование очень легких бензинов приводит к обледенению карбюратора при низких температурах, увеличению потерь горючего от испарения при хранении и транспортировке.

Важнейшее эксплуатационное свойство бензина — детонационная стойкость, то есть способность нормально сгорать в двигателе при различных условиях. Антидетонационные свойства бензина оцениваются октановым числом, а для авиационных бензинов — также и сортностью. Чем выше октановое число бензина или его сортность, тем лучше его антидетонационные свойства. Деление бензинов на марки основано на этих свойствах. Для улучшения детонационной стойкости базовых бензинов применяют высокооктановые компоненты (алкилат, алкилбензол и др.). Перспективно применение метил-трет-бутилового эфира — нетоксичной жидкости с октановым числом 117, не влияющей на другие эксплуатационные характеристики бензина; при содержании менее 11%. наиболее эффективный способ повышения детонационной стойкости — добавление антидетонаторов моторных топлив. Смесь свинцового антидетонатора с так называемыми выносителями продуктов сгорания, галогензамещенными углеводородами — называют этиловой жидкостью. Этилированные бензины токсичны, их обязательно окрашивают.

При сгорании рабочей смеси в двигателе может произойти самопроизвольное воспламенение независимо от времени подачи искры свечей зажигания. Это явление, вызывающее нарушение нормального сгорания, называется поверхностным воспламенением, или калильным зажиганием. Источниками его могут быть перегретые выпускные клапаны, свечи, кромки прокладок, тлеющие частички нагара и т.д. Калильное зажигание делает сгорание неуправляемым, приводит к снижению мощности и экономичности двигателя. Калильная стойкость бензина повышается с увеличением октановых чисел.

Бензин проникает в организм в основном через легкие. Опасность отравления существует на всех этапах его производства, транспортировки и особенно при его использовании. Предельно допустимая концентрация (ПДК) паров от 100 до 300 мг/куб.м. При остром отравлении парами появляются головная боль, неприятные ощущения в горле, кашель, раздражение слизистой оболочки глаз, носа, в тяжелых случаях — головокружение, неустойчивая походка, психическое возбуждение, замедление пульса, иногда — потеря сознания.

При хронических отравлениях обычны жалобы на головную боль, головокружение, расстройство сна, раздражительность, повышенную утомляемость, похудание, боли в области сердца и др. При острых отравлениях необходимы свежий воздух, кислород, сердечные и успокоительные средства. При попадании бензина в желудок принимают внутрь растительное масло (30-50 г). Лица, страдающие функциональными заболеваниями нервной системы и эндокринных органов, к работе с бензином не допускаются.

megabook.ru

Бензин

АВТОМОБИЛЬНЫЕ БЕНЗИНЫ

Современные автомобильные и авиационные бензины должны удовлетворять ряду требований, обеспечивающих экономичную и надежную работу двигателя, и требованиям эксплуатации:
  • иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однородную топливовоздушную смесь оптимального состава при любых температурах;
  • иметь групповой углеводородный состав, обеспечивающий устойчивый, бездетонационный процесс сгорания на всех режимах работы двигателя;
  • не изменять своего состава и свойств при длительном хранении и не оказывать вредного влияния на детали топливной системы, резервуары, резинотехнические изделия;
  • иметь хорошие антидетонационные характеристики и др.
  • в последние годы экологические свойства топлива выдвигаются на первый план.

Испаряемость

Для обеспечения полного сгорания топлива в двигателе необходимо перевести его в короткий промежуток времени из жидкого состояния в парообразное и смешать с воздухом в определенном соотношении - 1:14 - т.е. создать рабочую смесь. К физико-химическим показателям, от которых зависит испаряемость бензинов, относят давление насыщенных паров, фракционный состав, скрытую теплоту испарения, коэффициент диффузии паров, вязкость, поверхностное натяжение, теплоемкость, плотность. Из перечисленных показателей важнейшими, определяющими испаряемость бензинов, являются давление насыщенных паров и фракционный состав. По вязкости, поверхностному натяжению, скрытой теплоте испарения, коэффициенту диффузии паров, теплоемкости бензины разного состава сравнительно мало различаются между собой, и эти различия нивелируются конструктивными особенностями двигателей. Давление насыщенных паров и фракционный состав являются функциями состава бензина, и эти показатели могут существенно различаться для разных бензинов. Эти два параметра определяют пусковые свойства бензинов, их склонность к образованию паровых пробок, физическую стабильность.

Давление насыщенных паров

Давление насыщенных паров зависит от температуры и от соотношения паровой и жидкой фаз и уменьшается с уменьшением температуры и увеличением отношения паровой фазы к жидкой. В лабораторных условиях давление насыщенных паров определяют при температуре 37,8°С и соотношении паровой и жидкой фаз (3,8-4,2):1 в "Бомбе Рейда" (ГОСТ 1756-52) или аппарате с механическим диспергированием типа "Вихрь" (ГОСТ 28781-90).

Фракционный состав

Фракционный состав бензинов определяют перегонкой на специальном приборе, при этом отмечают температуру начала перегонки, температуру выпаривания 10, 50, 90 % и конца кипения, или объем выпаривания при 70, 100 и 180°С. Требования к фракционному составу и давлению насыщенных паров бензинов определяются конструкцией автомобильного двигателя и климатическими условиями его эксплуатации.

1. С одной стороны, необходимо обеспечить запуск двигателя при низких температурах, с другой стороны - предотвратить нарушения в работе двигателя, связанные с образованием паровых пробок при высоких температурах. Пусковые свойства бензина зависят от содержания в нем легких фракций, которое может быть определено по давлению насыщенных паров и температуре перегонки 10 % или объему легких фракций, выкипающих при температуре до 70°С. Чем ниже температура окружающего воздуха, тем больше легких фракций требуется для запуска двигателя. Однако чрезмерное содержание низкокипящих фракций в составе бензинов может вызвать неполадки в работе прогретого двигателя, связанные с образованием паровых пробок в системе топливоподачи. Причиной образования паровых пробок в автомобильном двигателе является интенсивное испарение топлива вследствие его перегрева. В условиях жаркого климата это явление может иметь массовый характер. Образование паровых пробок зависит от испаряемости бензина, температуры и конструкции двигателя. Чем выше давление насыщенных паров бензина, ниже температуры начала кипения и перегонки 10 % и больше объем фракции, выкипающей при температуре до 70 °С, тем больше его склонность к образованию паровых пробок.

От содержания в бензине легкокипящих фракций зависит его физическая стабильность, т.е. склонность к потерям от испарения. Наибольшие потери от испарения имеют бензины, содержащие в своем составе низкокипящие углеводороды.

2. От фракционного состава зависят такие показатели как скорость прогрева двигателя, его приемистость, износ цилиндро-поршневой группы. Приемистость - способность бензинов к повышению детонационной стойкости при добавлении антидетонаторов. Наиболее существенное влияние на скорость прогрева двигателя и  его приемистость оказывает температура перегонки 50 % бензина. Температура выкипания 90 % бензина также влияет на эти характеристики, но в меньшей степени. Скорость прогрева двигателя, его приемистость зависят и от температуры окружающего воздуха. Чем ниже температура воздуха, тем ниже должна быть температура перегонки 50 % бензина для обеспечения быстрого прогрева и хорошей приемистости двигателя. При понижении температуры это влияние усиливается. Поэтому нормы на этот показатель также зависят от температурных условий эксплуатации и различаются по сезону и климатическим зонам.

3. Для нормальной работы двигателя большое значение имеет полнота испарения топлива, которая характеризуется температурой перегонки 90 % бензина и температурой конца кипения. При неполном испарении бензина во впускной системе часть его может поступать в камеру сгорания в жидком виде, смывая масло со стенок цилиндров. Жидкая пленка через зазоры поршневых колец может проникать в картер, при этом происходит разжижение масла. Это приводит к повышенным износам и отрицательно влияет на мощность и экономичность работы двигателя. Снижение температуры конца кипения бензинов может повысить их эксплуатационные свойства, однако это снижает ресурс бензинов. Температура конца  кипения (tк.к.)  бензинов также характеризует полноту сгорания бензинов и равномерность распределения рабочей смеси по цилиндрам двигателя; при tк.к. выше 220 оС происходит неполное сгорание бензинов, повышается его расход, а также увеличивается износ двигателя, снижаются его экономичность и мощность.

Как было указано выше, требования к испаряемости автомобильных бензинов в значительной мере зависят от температурных условий их применения. С учетом климатических особенностей нашей страны автомобильные бензины по фракционному составу и давлению насыщенных паров подразделяют на два вида: зимний и летний. Для обеспечения нормальной эксплуатации автомобилей и рационального использования бензинов введено пять классов испаряемости для применения в различных климатических районах. Наряду с определением температуры перегонки бензина при заданном объеме предусмотрено определение объема испарившегося бензина при заданной температуре 70, 100 и 180 °С (табл. 2).

Таблица 2

Характеристики испаряемости бензинов всех марок

Показатели

Класс

1

2

3

4

5

1. Давление насыщенных паров бензина, кПа

35-70

45-80

55-90

60-95

80-100

2. Фракционный состав: 

  температура начала перегонки, °С, не ниже

35

35

не нормир.

не нормир.

не нормир.

  пределы перегонки, °С, не выше: 

  - 10%

75

70

65

60

55

  - 50%

120

115

110

105

100

  - 90%

190

185

180

170

160

  конец кипения, °С,

  не выше

215

  объемная доля остатка в колбе, %

2

  остаток и потери, %

4

  объем испарившегося  бензина, %, при  температуре: 

  70 °С

10-45

15-45

15-47

15-50

15-50

  100 °С

35-65

40-70

40-70

40-70

40-70

  180 °С, не менее

85

85

85

85

85

3. Индекс испаряемости, не более

900

1000

1100

1200

1300

Детонационная стойкость

Этот показатель характеризует способность автомобильных бензинов противостоять самовоспламенению при сжатии. Высокая детонационная стойкость топлив обеспечивает их нормальное сгорание на всех режимах эксплуатации двигателя. Процесс горения топлива в двигателе носит радикальный характер. При сжатии рабочей смеси температура и давление повышаются и начинается окисление углеводородов, которое интенсифицируется после воспламенения смеси. Если углеводороды несгоревшей части топлива обладают недостаточной стойкостью к окислению, начинается интенсивное накапливание перекисных соединений, а затем их взрывной распад. При высокой концентрации перекисных соединений происходит тепловой взрыв, который вызывает самовоспламенение топлива. Самовоспламенение части рабочей смеси перед фронтом пламени приводит к взрывному горению оставшейся части топлива, к так называемому детонационному сгоранию. Детонация вызывает перегрев, повышенный износ или даже местные разрушения двигателя и сопровождается резким характерным звуком, падением мощности, увеличением дымности выхлопа. На возникновение детонации оказывает влияние состав применяемого бензина и конструктивные особенности двигателя.

Показателем детонационной стойкости автомобильных бензинов является октановое число.  Октановое число численно равно содержанию (% об.) изооктана (2,2,4,-триметилпентана) в его смеси с н - гептаном, которая по детонационной стойкости эквивалентна топливу, испытуемому на одноцилиндровом двигателе с переменной степенью сжатия в стандартных условиях на бедной рабочей смеси. В лабораторных условиях октановое число автомобильных бензинов и их компонентов определяют на одноцилиндровых моторных установках УИТ-85 или УИТ-65. Склонность исследуемого топлива к детонации оценивается сравнением его с эталонным топливом, детонационная стойкость которого известна. Октановое число на установках определяется двумя методами: моторным (по ГОСТ 511-82) и исследовательским (по ГОСТ 8226-82).

Методы отличаются условиями проведения испытаний. Испытания по моторному методу проводят при более напряженном режиме работы одноцилиндровой установки, чем по исследовательскому. Поэтому октановое число, определенное моторным методом, обычно ниже октанового числа, определенного исследовательским методом. Октановое число, полученное моторным методом в большей степени характеризует детонационную стойкость топлива при эксплуатации автомобиля в условиях повышенного теплового форсированного режима, октановое число, полученное исследовательским методом, больше характеризует бензин при работе на частичных нагрузках в условиях городской езды.

Детонационная стойкость автомобильных бензинов определяется их углеводородным составом. Наибольшей детонационной стойкостью обладают ароматические углеводороды. Самая низкая детонационная стойкость у парафиновых углеводородов нормального строения, причем она уменьшается с увеличением их молекулярной массы. Изопарафины и олефиновые углеводороды обладают более высокими антидетонационными свойствами по сравнению с нормальными парафинами. Увеличение степени разветвленности и снижение молекулярной массы повышает их детонационную стойкость. По детонационной стойкости нафтены превосходят парафиновые углеводороды, но уступают ароматическим углеводородам. Октановое число углеводородов снижается в следующем порядке:

ароматические >изопарафины  > олефины > нафтены > н-парафины.

Разницу между октановыми числами бензина, определенными двумя методами, называют чувствительностью бензина. Наибольшую чувствительность имеют олефиновые углеводороды. Чувствительность ароматических углеводородов несколько ниже. Для парафиновых углеводородов эта разница очень мала, а высокомолекулярные низкооктановые парафиновые углеводороды имеют отрицательную чувствительность. Соответственно   более по чувствительности (9-12 ед.) отличаются бензины каталитического крекинга и каталитического риформинга, содержащие непредельные и ароматические углеводороды. Менее чувствительны (1-2 ед.) к режиму работы двигателя алкилбензин и прямогонные бензины, состоящие из парафиновых и изопарафиновых углеводородов.

Для повышения октановых чисел товарных бензинов используют также специальные антидетонационные присадки и высокооктановые компоненты (этиловую жидкость, органические соединения марганца, железа, ароматические амины, метил-третбутиловый эфир).

Химическая стабильность

Этот показатель характеризует способность бензина сохранять свои свойства и состав при длительном хранении, перекачках, транспортировании или при нагревании впускной системы двигателя. Химические изменения в бензине, происходящие в условиях транспортирования или хранения, связаны с окислением входящих в его состав углеводородов. Следовательно, химическая стабильность бензинов определяется скоростью реакций окисления, которая зависит от условий процесса и строения окисляемых углеводородов.

При окислении бензинов происходит накопление в них смолистых веществ, образующихся в результате окислительной полимеризации и конденсации продуктов окисления. На начальных стадиях окисления содержание в бензине смолистых веществ невелико, и они полностью растворимы в нем. По мере углубления процесса окисления количество смолистых веществ увеличивается, и снижается их растворимость в бензине. Накопление в бензинах продуктов окисления резко ухудшает их эксплуатационные свойства. Смолянистые вещества могут выпадать из топлива, образуя отложения в резервуарах, трубопроводах и др. Окисление нестабильных бензинов при нагревании во впускной системе двигателя приводит к образованию отложений на ее элементах, а также увеличивает склонность к нагарообразованию на клапанах, в камере сгорания и на свечах зажигания.

Окисление топлив представляет собой сложный, многостадийный свободнорадикальный процесс, происходящий в присутствии кислорода воздуха. Скорость реакции окисления углеводородов резко возрастает с повышением температуры. Контакт с металлом оказывает каталитическое воздействие на процесс окисления. Низкую химическую стабильность имеют олефиновые углеводороды, особенно диолефины с сопряженными двойными связями. Высокой реакционной способностью обладают также ароматические углеводороды с двойной связью в боковой цепи. Наиболее устойчивы к окислению парафиновые углеводороды нормального строения и ароматические углеводороды. Химическая стабильность автомобильных бензинов определяется в основном их углеводородным составом.

Наибольшей склонностью к окислению обладают бензины термического крекинга, коксования, пиролиза, каталитического крекинга, которые в значительных количествах содержат олефиновые и диолефиновые углеводороды. Бензины каталитического риформинга, прямогонные бензины, алкилбензин химически стабильны.

Химическую стабильность товарных бензинов и их компонентов оценивают стандартными методами путем ускоренного окисления при температуре 100°С и давлении кислорода по ГОСТ 4039-88. Этим методом определяют индукционный период, т.е. время от начала испытания до начала процесса окисления бензина. Чем выше индукционный период, тем выше стойкость бензина к окислению при длительном хранении. По индукционным периодам бензины различных технологических процессов существенно различаются. Индукционные периоды бензинов термического крекинга составляют 50-250 мин; каталитического крекинга - 240-1000 мин; прямой перегонки - более 1200 мин; каталитического риформинга - более 1500 мин.

Установлено, что бензины, характеризующиеся индукционным периодом не менее 900 мин, могут сохранять свои свойства в течение гарантийного срока хранения (5 лет). Так как не все бензины предназначены для длительного хранения, в нормативно-технической документации нормы на индукционный период установлены от 360 до 1200 мин.

Химическая стабильность бензинов в определенной степени может быть охарактеризована йодным числом, которое является показателем наличия в бензине непредельных углеводородов.

Химическая стабильность этилированных бензинов зависит также от содержания в них этиловой жидкости, так как тетраэтилсвинец при хранении подвергается окислению с образованием нерастворимого осадка.

Для обеспечения требуемого уровня химической стабильности в автомобильные бензины, содержащие нестабильные компоненты, разрешается добавлять антиокислительные присадки Агидол-1 или Агидол-12.

Склонность к образованию отложений и нагарообразованию

Применение автомобильных бензинов, особенно этилированных, сопровождается образованием отложений во впускной системе двигателя, в топливном баке, на впускных клапанах и поршневых кольцах, а также нагара в камере сгорания. Наиболее интенсивное образование отложений происходит на деталях карбюратора. Образование отложений на указанных деталях приводит к нарушению регулировки карбюратора, уменьшению мощности и ухудшению экономичности работы двигателя, увеличению токсичности отработавших газов. Образование отложений в топливной системе частично зависит от содержания в бензинах смолистых веществ, нестабильных углеводородов, неуглеводородных примесей, от фракционного и группового состава, которые определяют моющие свойства бензина. Установлено, что повышенному нагарообразованию способствует высокое содержание в бензинах олефиновых и ароматических углеводородов, особенно высококипящих. Содержание ароматических и олефиновых углеводородов в товарных бензинах ограничивается соответственно 55 и 25 % (об.). Однако в большей степени этот процесс определяется конструктивными особенностями двигателя.

Наиболее эффективным способом борьбы с образованием отложений во впускной системе двигателя является применение специальных моющих или многофункциональных присадок. Такие присадки широко применяют за рубежом. В России также разработаны и допущены к применению присадки аналогичного назначения.

Эксплуатационные свойства

Автомобильные бензины должны быть химически нейтральными и не вызывать коррозию металлов и емкостей, а продукты их сгорания - коррозию деталей двигателя. Коррозионная активность бензинов и продуктов их сгорания зависит от содержания общей и меркаптановой серы, кислотности, содержания водорастворимых кислот и щелочей, присутствия воды. Эти показатели нормируются в нормативно-технической документации на бензины. Бензин должен выдерживать испытание на медной пластинке. Эффективным средством защиты от коррозии топливной аппаратуры является добавление в бензины специальных антикоррозионных или многофункциональных присадок.

nkparma.com

Концентрация - пар - бензин

Концентрация - пар - бензин

Cтраница 2

Хотя для целей безопасности уровни концентрации паров бензина в воздушных смесях обычно поддерживаются ниже 10 % нижнего предела воспламенения, эта концентрация значительно превышает пределы воздействия, которые должны соблюдаться для сохранения здоровья людей. При вдыхании небольших количеств паров бензина из воздуха, которые значительно ниже нижнего предела воспламенения, могут появиться раздражение, головные боли и головокружение, в то время как вдыхание больших концентраций может вызвать потерю сознания и в конечном итоге смерть. Также могут быть возможны тяжелые последствия для здоровья людей в случае длительного вдыхания паров бензина. Например, бензин содержит бензол, известное канцерогенное вещество, которое имеет допустимый предел вредного воздействия в несколько частей на миллион. Следовательно, даже работа в атмосфере паров бензина при уровнях концентраций ниже 10 % от нижнего предела воспламенения требует применения соответствующих мер предосторожности в области гигиены труда, таких как защита органов дыхания или применение местной вытяжной вентиляции.  [16]

Из полученного в опытах распределения концентраций паров бензина как по горизонтали, так и по вертикали видно, что сразу после выброса в атмосферу происходит резкое уменьшение концентраций, причем концентрации, соответствующие нижнему пределу воспламенения ( около 30 r / м3), находятся примерно на расстоянии 0 6 - 1 м от места выделения паров.  [17]

При непродолжительном вдыхании воздуха с концентрацией паров бензина от 5000 до 10000 мг / м3 уже через несколько минут появляются головная боль, неприятные ощущения в горле, кашель, раздражение слизистых оболочек носа, глаз. Кроме того, первыми признаками острого отравления парами бензина являются понижение температуры тела, замедление пульса и другие симптомы.  [18]

О загазованности помещений закрытых насосных сообщает анализатор концентрации паров бензина в воздухе. При этом, как правило, включается сблокированная с сигнализатором аварийная вентиляция.  [19]

ГБ-3, предназначенный для определения в воздухе концентраций паров бензина, с пределами измерения 0 - 30 и 0 - 150 г / м3, работает в интервале температур от - 20 до 30 С.  [20]

ГБ-3, предназначенный для определения в воздухе концентраций паров бензина, с пределами измерения 0 - 30 и О - 150 г / м3, работает в интервале температур от - 20 до 30 С.  [21]

Несмотря на общий избыток топлива в цилиндре, концентрация паров бензина в воздухе не превышает нижнего предела воспламеняемости горючей смеси.  [23]

Из формулы ( 6) видно, что если известна концентрация паров бензина в ГП в начальный момент времени, то для определения величины Jnp достаточно контролировать изменение во времени давления и температуры в ГП емкости. Для нахождения J3 согласно формуле ( 7) надо знать расходы закачиваемого бензина и паровоздушной смеси, вытесняемой из резервуара.  [24]

При остром отравлении состояние человека напоминает алкогольное опьянение ( при концентрации паров бензина в воздухе 0 005 - 0 01 мг / м3), при 0 04 мг / м3 почти мгновенно наступает смерть. Частые повторные отравления приводят к нервным расстройствам. Бензин поражает центральную нервную систему, кожный покров, действует на сердечно-сосудистую систему, процессы обмена.  [25]

В тех случаях, когда в исследуемом воздухе предполагается наличие концентраций паров бензина выше верхнего предела взрываемости и показания газоанализатора велики, делают дополнительный контрольный анализ воздушной среды. Для этого ручку 1 дросселя поворачивают против часовой стрелки на 0 3 оборота, повторяют забор пробы и определяют концентрацию.  [26]

Пусковые свойства бензинов ухудшаются с уменьшением давления насыщенных паров и при давлении 34 кПа концентрация паров бензина в рабочей зоне настолько мала, что запуск двигателя становится невозможным. ГОСТ Р 51105 - 97 ограничивает верхний и нижний уровень давления насыщенных паров.  [27]

Затем, когда уровень воды был понижен, в резервуар вошло около 4000 м3 воздуха и концентрация паров бензина понизилась до взрывоопасного предела.  [28]

Пусковые свойства бензинов ухудшаются с понижением давления их насыщенных паров, причем при давлении 34 кПа концентрация паров бензина в рабочей зоне настолько мала, что запуск двигателя становится невозможным. Поэтому ГОСТ Р 51105 - 97 на автобензины предусматривает ограничение не только верхнего, но и нижнего уровня давления насыщенных паров. Присутствие бутанов в составе бензинов положительно влияет на его пусковые свойства. Однако чрезмерное содержание низкокипящих фракций в составе бензинов может вызвать неполадки в работе прогретого двигателя, связанные с образованием паровых пробок. В условиях жаркого климата это явление может иметь массовый характер. В авиационных двигателях причиной образования паровой пробки служит снижение атмосферного давления при подъеме самолета. Образование паровых пробок зависит от испаряемости бензина, температуры и конструкции двигателя.  [29]

Масштабы возможных разрушений при взрыве бензино-воздушных смесей в резервуарах зависят от многих факторов, основными из которых являются концентрация паров бензина в смеси с воздухом и объем парового пространства резервуара.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru


Смотрите также