Характеризуют испаряемость

1.    Характеризуют испаряемость.

Низкая температура начала кристаллизации. Высокая теплота сгорания топлива(низшая теплота сгорания должна быть для реактивных топлив не менее 43120 кДж/кг. Низкая склонность к образованию отложений(образование нагара, который определяется долей ароматических у/в и продолжительностью окисления).Содержание ароматических у/в для дозвуковой авиации не более 22%, для сверхзвуковой не более 10%, для марки Т-6 и для Т-8В также не более 22%. Термоокислительная стабильность ( в течении 4-5 часов при температуре 150⁰С, определяют количество осадка, в течении 4 часов- количество осадка не должно превышать более 8 мг/100см^3. Низкая коррозионная активность (агрессивность), определяется содержанием общей серы, (содержание гетероатомных соединений) не должно превышать 0,1% при содержании меркаптановой серы не более 0,003%. Сульфидная, теофеновая, теофановая сера не обладает коррозионной активностью.

Содержание кислот, щелочей и механических примесей недопустимы, т.е. полное отсутствие.

Испытание на медной пластинке характеризует коррозионную активность( в течении 3 часов термостатирует при 100⁰С) Далее смотрят, окислилась ли медная пластинка или нет.

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

В топливе для сверхзвуковой авиации, используют антиокислительные и антикоррозионные присадки. Поэтому определяются показатели до введения и после введения присадок.

Также важной характеристикой является йодное число : определяет содержание непредельных у/в, которые образуются в процессе ректификации(выражается в граммах J₂ на 100 грамм продукта. Норма не более 1 грамма J₂ на 100 грамм продукта.

СН₃  ОН СН₃

 СН₃ – С- - С-СН₃

СН₃ СН₃  

СН₃

 

Ионол

Ионол - самая распространенная присадка, их вводят в количестве 0,003-0,004%, если топлива гидроочищены, то вводят противоизносные присадки.( в процессе гидроочистки удаляют все соединения серы, соединения неактивной серы защищают поверхность металла, а активная сера разлагаясь образует кокс и другие продукты нагара.

В топливах для сверхзвуковой авиации при необходимости добавляют моюще-диспергирующие (детергентно-диспергирующие) присадки: они добавляются для предотвращения прилипания частичек нагара к металлической поверхности. Эти поверхностно-активные вещества, препятствуют слипанию, укрупнению продуктов нагара или отложений

Дизельные топлива.

Дизельные топлива представляют собой фракцию от температуры начала кипения

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

Выбор пределов отбора зависит от химического состава нефти и от марки получаемого дизельного топлива. Дизельное топливо используется в дизельных двигателях, где сжигание топлива происходит путем самовоспламенения топлива при повышении температуры до 700⁰С при сжатии воздуха. Топливо впрыскивается в жидком виде в форсунки и самовоспламеняется.

Основной показатель дизельного топлива – цетановое число, характеризует самовоспламенение топлива (н-С₁₆Н₃₄ нормальный гексадекан). Самую высокую воспламеняемость имеют парафины линейного строения, чем больше молекулярная масса, тем лучше воспламеняемость. С₁₆Н₃₄- граничит между жидким и твердым у/в. Изопарафины имеют достаточно хорошую воспламеняемость. С₁₆ – в дизельном топливе нежелателен.

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

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

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

Цетановое число определяется:

н-С₁₆Н₃₄= 100пунктов

СН₃

= 0 пунктов

a-метил нафталин

Цетановое число характеризует воспламеняемость дизельных топлив, т.е. испытуемое дизельное топливо по воспламеняемости аналогично эталонной смеси. Соединение цетана, в которой (в % масс) равно показатели цетанового числа. Определение цетанового числа определяется через определение группового состава, т.к. цетановое число определяется химическим составом.

Ц.ч. = 0,85*П+0,1Н-0,2А

Ц.ч.=(V₂₀+17,8) *1,5879|d²⁰₄

 

 V₂₀- кинематическая вязкость

d²⁰₄- относительная плотность дизельного топлива при 20⁰С, отнесен. к дист. воде , измерен при 4⁰С.

Дизельный индекс: ДИ = t_ат *р/100

t_ат это t_{анилиновой точки}

t_ат= температура анилиновой точки в фаренгейтах.

⁰F=9,5⁰C+32

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

Если цетановое число выше этого интервала, то это приводит к высокому воспламенению, увеличивается дымность отработанных (выхлопных) газов, повышается расход топлива, неполная сгораемость.

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

Если цетановое число завышено, то нужно снизить температуру конца кипения дизельной фракции.

Если цетановое число высокое, то дизельное топливо выделено из высокопарафиновой нефти, то производят депарафинизацию.

 Если цетановое число у прямогонной дизельной фракции низкое, то наиболее экономичным является проведение компаундирования из нефтей различных месторождений, здесь обязательно регламентируется фракционный состав.

Дизельное топливо выпускают трех марок:

Фракц состав	Диз топл летние	Диз топл зимнее	Диз топл аркт
50%	Не выше 2800С	Не выше 2800С	Не выше 2550С
96%	Не выше 3600С	Не выше 3400С	Не выше 3300С

 Облегчение фракционного состава приводит к улучшению испаряемости топлив и нарастанию давления в цилиндре двигателя.

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

-      к ухудшению низкотемпературных характеристик;

-      к увеличению плотности и вязкости.

Низкотемпературные свойства:

	Диз топливо летнее	Диз топливо зимнее	Диз топливо аркт
T-ра заст. 0С	Не выше -100С	Не выше –35/-450С	Не выше -550С
Т-ра помутнения	Не выше -50С	Не выше –25/-350С	-----
Пред Т-ра фильтруемости

При температуре помутнения твердые частицы могут забивать форсунки и затрудняют подачу топлива. Температура помутнения – температура до которой это топливо может быть использовано, эта температура при которой в топливе появляются твердые частички парафинов.

Предел фильтруемости определяется, для того чтобы определить интенсивность увеличения концентраций твердой фазы при охлаждении.

Если используют депрессорные присадки(ПАВ – поверхностно-активные вещества), то определяют помимо температуры помутнения температуру предела фильтруемости. Разница этих температур (температуры помутнения и предела фильтруемости) должна быть не более 10⁰С.

Коэффициент фильтруемости для товарных топлив должен быть не более 3. Он характеризует содержание механических примесей ( песок и.т.д.)

Характеризует возможность забивания форсунок. Топливо делят на 10 частей и фильтруют не принудительно, отношения 10 порций к времени фильтрования 1-ой порции, т.е. засекают время для фильтрования 1-ой и 10-й порции, а промежуточные пропускают без засекания времени.

Температура вспышки

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

Зимн. З-0,1-35

Л-0,02-40 –эколог-е

Л-0,05-40- городское.

Котельные и тяжелые моторные топлива

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

Мазут флотский Ф-5, Ф-12.

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

Ф-5 и Ф-12 применяется в судовых энергетических установках в качестве моторного топлива.

Цифры в маркировке этих топлив обозначают вязкость условную, определенную при 50⁰С – вязкость основной показатель.

Флотский мазут получают из прямогонных остаточных фракций нефти. Флотский мазут Ф-5 представляет собой смесь продуктов прямой перегонки нефти т.е. состоит из 45-55% мазута и соответственно 55-45% дизельной фракции. Дизельная фракция добавляют для уменьшения вязкости( также могут добавить до 22% керосино-газойливой фракции в качестве альтернативы). Керосино-газойливую фракцию получают путем деструктивной (разложением у/в) переработки нефтяного сырья, как продукт kat или термического крекинга.

Флотский мазут Ф-12 получают из прямогонных фракций выкипающих выше 350⁰С и в зависимости от характеристик мазута вовлекается до 30 % дизельной фракции.

Кинематическая вязкость определяется в системе – для всех светлых нефтепродуктов.

Вязкость определяют для темных нефтепродуктов- это вязкость условная, например ВУ₅₀. Аппарат ВУМ ( вязкость условная для мазутов) применяют для определения вязкости. Никогда темные нефтепродукты не вычисляются по кинематической вязкости, её могут пересчитать. Определяется в секундах. Т.е. для Ф-5 не более 5 сек, для Ф-12 не более 12 секунд.

Мазут топочный М-40 получают из остатков прямой перегонки нефти с вовлечением от 8-15% дизельной фракции. Основа прямогонной фракции выше 350⁰С.

Мазут М-100 это чистый продукт прямогонной перегонки нефти, выкипающий выше 350⁰С и дизельное топливо здесь не добавляют.

Мазут экспортный – смесь 85-90% мазута прямой перегонки и 10-15% дистилятнных фракций (дизельной или керосиново-газойлевой фракции. Маркируется М-1,0 (ВУ₅₀≤25сек), в маркировке указана содержание серы(1%) это верхний предел для экспортного мазута.

Основные эксплуатационные характеристики котельных и тяжелых топлив.

Эксплуатационные характеристики определяются поведением топлива в условиях хранения, транспортировки и эксплуатации. Эти показатели определяются следующими физико-химическими характеристиками:

Вязкость – определяет методы и продолжительность сливно-наливных операций, условия перевозки и перекачки, гидравлическое сопротивление при транспортировке по трубопроводам и эффективность работы форсунок. От вязкости будет зависеть способность отстаивания от воды, чем выше вязкость, тем труднее отделяется вода. По химическому составу все темные топлива отличаются наличием твердых парафинов, асфальто-смолистых веществ. Отдельные и тяжелые моторные топлива – это структурированные системы. Аномалии вязкости – если провести термообработку или воздействовать механически, то вязкость, определенная при одной и той же температуре будет отличаться от первоначальной. Содержание серы- нормы по содержанию серы определяются характеристиками нефти, из которой получен мазут.

Для малосернистой нефти до 1%;

Для среднесернистой от 1- 2%

Для высокосернистой до 3,5%.

По природе серы в легких дистиллятах и в темных топливах сера отличается. В остаточных фракциях сера неактивная: сульфиды, теофены, теофаны.

 R R

→ SO₂ и  SO₃

 

S S

 Наличие в дымовых газах SO₃ повышает температуру начала конденсации газа(повышает точку росы) в результате чего на поверхностях котлов конденсируется капли Н₂SО_4.

Процесс гидрообессеривания подобен гидроочистке, различаются процессы с применением kat. Эти процессы достаточно непростые как в технологическом плане, так и недолговечностью kat, т.к. происходит закоксовывание kat.

Теплота сгорания- от теплоты сгорания зависит расход топлива, измеренного кДж/кг, т т.е. это выделение тепла на единицу топлива. ГОСТом нормируется низшая теплота сгорания – это теплота сгорания, не учитывающая расход тепла на конденсацию паров воды.

Высшая теплота сгорания – это теплота сгорания, учитывающая затраты тепла на конденсацию воды.

Теплота сгорания зависит от химического состава и от соотношения углерод-водород. Кроме того, низшая теплота сгорания зависит от содержания сернистых соединений. Для топлив высокосернистых он ниже, чем малосернистых.

Для котельных топлив низшая теплота сгорания Q_н=39900-41580 дж/кг,

при р=940-970 кг/м³

Температура застывания – характеризует условия хранения, слива и перекачки. Зависит от качества перерабатываемой нефти и от способа получения топлива. Для топочных мазутов М-40 и М-100 температура застывания должна быть до +25⁰С .

Для Ф-5 не выше –5⁰С, для Ф-12 не выше –8⁰С, для экспортного до 10⁰С.

Температура застывания – это показатель нестабильный, при длительном хранении повышается на 4-15⁰С. Это явление обусловлено взаимодействием асфальто-смолистых веществ и твердых парафинов. Это явление называется регрессия мазута.

 Асфальто-смолистые вещества являются ПАВ, т.е. способны концентрироваться на границе раздела фаз между присутствующими твердыми парафинами, которые образуют кристаллическую систему, которая способна с течением времени отлагаться в резервуарах при хранении. При проведении термообработки топлива при температуре 40-70⁰С температура застывания повышается в зависимости от смолистости нефти на 10-15 пунктов, при термообработке при 90-100⁰С температура застывания резко понижается в зависимости от скорости охлаждения. Температура застывания зависит от температуры застывания самой дистиллятной фракции. Для понижения температуры застывания используют депрессорные присадки. Для мазутов, кроме М-100 используют присадки синтезированные на основе сополимера этилена и винилацетата. Чем больше доля н-парафинов с большой молекулярной массой, тем ниже эффективность используемых депрессорных присадок.

Температура вспышки для флотских мазутов определяют в закрытом тигле ( не ниже 75-80⁰С), для котельных топлив определяют в открытом тигле (не ниже 90-100⁰С). Содержание примесей – содержание примесей воды, механических примесей, определения зольности. Показатель зольности характеризует содержание в топливе солей металла. Газовые топлива

Газы горючие природные коммунально-бытового потребления.

На эти газы не нормируется у/в состав, связано с различием состава.

Низшая теплота сгорания ГОСТ- 5542-87, ОСТ 51.40-93

Qн≥31,8 МДж/м3	Qн2s≤7 мг/м3
Qн2s≤20 мг/м3	Q Rsн≤16 мг/м3

В соответствии с ОСТом 51.40-93

СRSH ≤36 мг/м³

О₂, % об≤(не более)1.

Механических примесей ≤ 0,001 г/м³

Точка росы – это максимальная температура, при которой при заданном составе газа и давления конденсируется первая капля влаги или у/в. Поэтому нормируют две точки росы (по влаге и по у/в).

Точка росы – это показатель, характеризующий способность газа в процессе транспортировки оставаться в однофазном состоянии:

 

	Умеренная климатическая зона		Холодная климатическая зона.
	Лето	Зима	Лето	Зима
По влаге 0С	-3	-5	-10	-20
По у/в 0С	0	0	-5	-10

 

Если содержание С₅ и выше не превышает 1 г/м³, то точка росы не нормируется.

Если у/в используются как моторные топлива, то здесь уже вводятся дополнительные характеристики учитывающие у/в состав продукта.

Состав, % масс Сжиженных газов	ПА(пропан автомобильный	ПБА(пропан-бутан автомобильный)
С3Н8(пропан)	90±10%	50±10%
∑ С1-С2	Не нормируется	Не нормируется
∑ С4	Не нормируется	Не нормируется
∑ непредельных у/в	Не более 6%	Не более 6%
Давление насыщенных паров при различных температурах, Мпа: 450С -200С -400С	Не более 1,6 Не нормируется Не менее 0,07	Не более 1,6 Не менее 0,07 Не нормируется
S,% масс	Не более 0,01	Не более 0,01
H2S, % масс	Не более 0,003	Не более 0,003
Использовать до  температуры0С	До -350С	До -400С

Показатели	Бензины	Дизельное топливо	Этанол	Сжиженный нефтяной газ	Природный сжатый газ	Природный газ сжиженный	Метанол
Т кипения 0С	35-195	180-360	78	-42	-162	-162	64,7
Т застывавания 0С	-60÷-80	-10÷-60	-114	-187	-182	-182	-97,8
Р насыщенных паров при 380С, МПА	65-92	0,3-0,35	17,0	160	--	--	12,6
Теплота сгорания стехиометрической смеси	3524-3553	3405-3418	3680	3520	3125	3125	3632
Октановое число: Моторный метод	66-88	--	92	90-94	100-105	100-105	90
Исследовательский метод	76-98	--	108	93-113	110-115	110-115	106
Цетановое число	8-14	45-60	8	18-22	--	--	3
Условия хранения	Норм. условия	Норм. условия	Норм. усл-я	1,6 МПа	20-40 МПа	-1650С	Норм. усл-я

Нефтяные растворители

Нефтяные растворители используются в различных отраслях промышленности, для растворения и экстракции органических соединений. Основные потребители: лакокрасочные, резиновые, маслоэкстракционные производства.

В качестве нефтяных растворителей используются узкие прямогонные фракции или фракции выделенные из продуктов вторичной переработки.

Все растворители подразделяют на:

- низкокипящие(бензиновые растворители) – узкие фракции, выкипающие до температуры не выше 150⁰С.

- высококипящие - выкипающие до температуры выше 150⁰С.

Классификация нефтяных растворителей определяется с учетом группового состава:

П- парафинов(н-алканов) более 50%;

И - изопарафиновые растворители более 50%;

Н - нафтеновые более 50% ;

А - ароматические более 50%;

С - смешанные не более 50%.

Нефтяные растворители подразделяются на подгруппы.

Подгруппа – содержание ароматических у/в. максимально