Бензин химическая формула: Формула бензина в химии

Содержание

Формула бензина

Никогда не знаешь, в какие жизненные ситуации попадешь, поэтому каждому автолюбителю нужно уметь рассчитывать расход топлива на своем автомобиле. Большинство автомобилистов для расчета расхода топлива пользуются следующим удобным и проверенным алгоритмом.

Блок: 1/5 | Кол-во символов: 257
Источник: http://MansBest.ru/avtomobili-i-drugie-sredstva-peredvizheniya/kak-rasschitat-rasxod-topliva.html

Определение и формула бензина

Основная отрасль применения бензинов – производство моторного топлива и сырья для органического синтеза.

Поскольку бензин – это смесь, то нельзя вывести какую-либо определенную химическую, структурную, электронную или ионную формулу бензина.

В зависимости от октанового числа различают виды бензины, например: регуляр-92, премиум-95, супер-98 и т.д. Производство бензина, а также содержание разных присадок в нем строго нормируется и должно соответствовать определенным экологическим стандартам.

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 540

Источник: http://ru.solverbook.com/spravochnik/formuly-po-ximii/formula-benzina/

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 1
Источник: http://MansBest.ru/avtomobili-i-drugie-sredstva-peredvizheniya/kak-rasschitat-rasxod-topliva.html

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕНЗИНА

Преимущественно состав бензина включает в себя углеводороды. Но помимо них в самое востребованное топливо на планете входят:

сера;
азот;
свинец;
кислород.

Также к сырью добавляют различные присадки, улучшающие свойства конечного продукта. В зависимости от количества этих элементов топливо разделают на следующие виды:

АИ-92;
АИ-95;
АИ-98.

Цифры здесь означают октановое число, а буквы – метод определения этого показателя. То есть А — моторный, АИ – исследовательский метод. Чем выше число, тем ниже способность топлива к детонации. Соответственно, детали цилиндро-поршневой группы будут менее подвержены разрушениям.

То есть, чем выше октановое число, тем лучше качество бензина. С некоторых пор прекратилось производство топлива с октановым числом 76 и 80, так как значительно повысились требования к экологичности топлива и эксплуатационным свойствам при работе агрегатов.

При выборе бензина следует учитывать, что октановое число не влияет на процессы его сгорания внутри агрегата. Скорее, от данного показателя будет зависеть продолжительность его работы, и, конечно, уровень вредных выбросов в атмосферу.

Фракционный состав топлива зависит от содержания в нем тяжелых и легких углеводородов. В зависимости от этого, бензин применяется в широтах с холодным или жарким климатом.

Блок: 3/8 | Кол-во символов: 1322
Источник: https://www.vazzz.ru/formula-benzina-fiziko-himicheskie-svojstva/

Расчет расхода топлива на 100 км по алгоритму

Для начала залейте полный бак топливом и зафиксируйте пробег автомобиля до его последующего использования. Это очень удобно, но если вы по каким-либо причинам не можете залить полный бак, храните все чеки. Информация, изложенная в них, пригодится для расчета.

После этого эксплуатируйте автомобиль, пока топливо полностью не израсходуется. Затем необходимо снова зафиксировать пробег.
Итак, у вас есть два числа: пробег, зафиксированный перед использованием автомобиля с полным баком, и последний пробег. Вычтите из второго числа первое. Разность показывает, сколько километров вы проехали, используя все содержимое полного бака.
Вспомните, сколько литров вы залили в бак.
Теперь у вас есть все данные, чтобы подставить их в формулу, имеющую следующий вид: V/S х 100.

S – количество километров, которое вы проехали с использованием полного бака. V – количество бензина, которое вы истратили. Результат деления километров на литры умножается на 100, чтобы получить число, показывающее, какое количество бензина понадобится вашему автомобилю, чтобы проехать 100 км.

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 1111

Источник: http://MansBest.ru/avtomobili-i-drugie-sredstva-peredvizheniya/kak-rasschitat-rasxod-topliva.html

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА БЕНЗИНА

Физические свойства бензина напрямую зависят от фракционного состава. Способность к испарению – основной показатель, который учитывается при эксплуатации топлива в тех или иных климатических условиях. При производстве должно быть достигнуто оптимальное соотношение тяжелых и легких фракций. Топливо должно достаточно легко испаряться при нагревании, на этот показатель влияет количество легких фракций.

Тяжелые фракции обеспечивают нужную интенсивность испарения вещества. Если оптимальный показатель не будет достигнут, это может привести к образованию паровых пробок в топливопроводе, а значит двигатель будет работать с перебоями. Испарение происходит при нагревании вещества вследствие высоких температур внутри агрегата. А температура окружающей среды напрямую будет влиять на интенсивность испарения.

Видео в помощь – исследуем фракционный состав:

Блок: 4/8 | Кол-во символов: 898
Источник: https://www.vazzz.ru/formula-benzina-fiziko-himicheskie-svojstva/

Пример расчета расхода топлива

Автомобиль проехал 250 км, на которые ушло 28 литров бензина. Данные подставляются в вышеуказанную формулу, из чего получается: 28/250х100 = 11,2.

Значит, чтобы проехать 100 км на данном автомобиле, требуется 11,2 л бензина. Обладая этой информацией, можно легко рассчитать количество бензина, которым нужно запастись, зная, сколько километров придется проехать.

Формула расчета расхода топлива

Стоит заметить, что подобная информация дает лишь приблизительное значение, так как существует погрешность, которая зависит от различных факторов, которыми могут быть стиль и манера вождения, состояние, время года и прогрев автомобиля, наличие кондиционера и т. п. Поэтому чтобы получить максимально точные показатели, необходимо учесть все эти факторы.

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 780
Источник: http://MansBest.ru/avtomobili-i-drugie-sredstva-peredvizheniya/kak-rasschitat-rasxod-topliva.html

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗИНА

Всем известно, что данный вид топлива получают из нефти, но со временем требования к его качеству увеличиваются, а значит меняются способы переработки сырья. До середины прошлого века единственным методом получением конечного продукта была прямая перегонка нефти. Ее просто нагревали до определенных температур, таким образом отделяя различные фракции. Одним из продуктов такой переработки и был бензин. Но он имел достаточно низкие качественные показатели и октановое число не выше 80. Основная составляющая такого бензина – длинная цепочка алканов.

В середине прошлого века нашли новые способы переработки нефти, это крекинг и риформинг. Длинные молекулы алканов при такой переработке расщепляются на более короткие. Соответственно можно получить более легкие углеводороды. Результат такой переработки – бензин с более высоким октановым числом. При этом побочные продукты перегонки преобразуются в мазут и трансмиссионные масла. При прямой перегонке нефти их приходилось утилизировать, что приводило к значительным загрязнениям окружающей среды.

При работе двигателя на чистом топливе, с выхлопными газами в воздух выбрасывается меньшее количество токсичных веществ, а срок эксплуатации автомобиля значительно увеличивается.

Иногда применяются различные добавки к бензину, улучшающие его качество. К примеру – чистый спирт, который может преобразовать бензин марки 92 в 95. Но спирт быстро испаряется, и качество топлива снова падает. К тому же, этот способ достаточно дорогостоящий.

Блок: 5/8 | Кол-во символов: 1513
Источник: https://www.vazzz.ru/formula-benzina-fiziko-himicheskie-svojstva/

Смотрите видео — Как уменьшить расход топлива — советы, рекомендации

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 69
Источник: http://MansBest.ru/avtomobili-i-drugie-sredstva-peredvizheniya/kak-rasschitat-rasxod-topliva.html

КАКОЙ БЕНЗИН ЗАЛИВАТЬ В АВТОМОБИЛЬ

Данному вопросу и посвящена вся наша статья. Ведь дело не в том, какой состав бензина АИ 95, а в том, насколько он подходит автомобилю конкретной марки и модели. Состав бензина следует учитывать прежде, чем принять решение немного сэкономить на топливе и залить в бак материал с более низким октановым числом.

Но состав бензина 95 не подойдет к большинству новых авто, и даже ко многим относительно старым моделям. Повышенная способность к детонации будет приводить к разрушениям цилиндро-поршневой системы, а в дальнейшем – деталей двигателя. Хотя какое-то время автомобиль, возможно, и будет ездить на топливе АИ 92 точно так же, как и на 95-м бензине.

Определить какое октановое число является оптимальным для автомобиля довольно просто. На большинстве машин данное значение указано. Его можно увидеть на внутренней стороне крышки бензобака.

Если указано значение 95, то можно заливать топливо и с более высоким числом, но никак не меньшим. Состав бензина 92 не предназначен для нормальной работы систем такого авто.

Блок: 6/8 | Кол-во символов: 1056
Источник: https://www.vazzz.ru/formula-benzina-fiziko-himicheskie-svojstva/

СОСТАВ БЕНЗИНА «КАЛОША»

Многие полагают, что «Калоша» – народное название. На самом деле Калош – фамилия французского изобретателя, который и нашел способ отделения от нефти наиболее легких фракций. Данный вид бензина имеет самое высокое октановое число, потому некогда он применялся в качестве горючего для самолетов, так как его способность к воспламенению минимальная.

На сегодняшний день Калоша широко используется как растворитель для лакокрасочных изделий и для промывки деталей автомобиля. Иногда его заливают и в топливный бак автомобиля, если под рукой нет другого бензина, а до ближайшей заправки нужно проехать 100-200 метров. Машина будет идти на этом топливе, но злоупотреблять его применением не стоит, так как его состав может разъесть пластиковые и резиновые внутренние детали авто.

Блок: 7/8 | Кол-во символов: 800
Источник: https://www.vazzz.ru/formula-benzina-fiziko-himicheskie-svojstva/

СОСТАВ БЕНЗИНА ЕВРО-5

Наконец и в нашей стране на автозаправочных станциях все чаще можно залить в бак бензин нового стандарта Евро-5. Многих водителей интересует вопрос, стоит ли переплачивать за топливо нового поколения, скажется ли его использование на работе агрегата.

Основное отличие этого вида топлива от обычного бензина марки 92 и 95 состоит в составе. Он имеет более легкие фракции, соответственно – высшее октановое число. Уже на четвертом-пятом заполнении бака можно почувствовать, что автомобиль стал более динамичным, наблюдается улучшенная приемистость при разгоне, снижается расход топлива, исключается коррозия двигателя и бензобака автомобиля. В целом, увеличивается срок службы агрегата.

Блок: 8/8 | Кол-во символов: 707
Источник: https://www.vazzz.ru/formula-benzina-fiziko-himicheskie-svojstva/

Кол-во блоков: 14 | Общее кол-во символов: 10015
Количество использованных доноров: 3
Информация по каждому донору:

http://ru.solverbook.com/spravochnik/formuly-po-ximii/formula-benzina/: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 540 (5%)
https://www.vazzz.ru/formula-benzina-fiziko-himicheskie-svojstva/: использовано 7 блоков из 8, кол-во символов 7257 (72%)
http://MansBest.ru/avtomobili-i-drugie-sredstva-peredvizheniya/kak-rasschitat-rasxod-topliva.html: использовано 5 блоков из 5, кол-во символов 2218 (22%)

Светлые нефтепродукты, особенности их производства и современные стандарты

Светлые нефтепродукты — наиболее маржинальные продукты нефтепереработки. К ним относятся бензин, керосин и дизельное топливо. получение соответствующих фракций происходит уже при начальной перегонке нефти, но увеличить их выход по отношению к объему исходного сырья и произвести высококачественный чистый продукт возможно только в результате вторичных процессов нефтепереработки

Первый после дизеля

Светлые нефтепродукты состоят из легких фракций, кипящих при относительно низких температурах. Такие фракции, как правило, почти бесцветны. В первую очередь при упоминании светлых в голову приходит, конечно же, бензин. Хотя справедливости ради нужно сказать, что в структуре мирового потребления бензин уступает по объемам место дизельному топливу, и эта тенденция, по прогнозам экспертов, сохранится. Такой перевес дизеля связан как с многолетним трендом роста автопарка на дизельном топливе и сокращением выпуска бензиновых авто, так и со структурной характеристикой: в случае с дизелем это не только легковые автомобили, но и вся тяжелая коммерческая автотехника, железнодорожный транспорт.

Бензины — легковоспламеняющиеся бесцветные или слегка желтоватые жидкости, представляют собой смесь нефтепродуктов с интервалом кипения от 40 до 200°С. Интересно, что слово «бензин» происходит от арабского словосочетания, означающего «яванское благовоние». Так называли смолу дерева стиракс, известную также как «росный ладан». Позднее из нее стали производить кислоту, названную бензойной. В 1833 году немецкий химик Эйльхард Мичерлих получил из этой кислоты простейшее ароматическое соединение бензол и назвал его benzin. В некоторых языках это название закрепилось за классом легких нефтепродуктов, в состав которых входят ароматические соединения, в том числе бензол.

Составляющие бензина — продукты многих процессов на НПЗ: первичной перегонки (прямогонные бензиновые фракции) и вторичных процессов переработки — крекинга, риформинга, алкилирования, изомеризации, полимеризации, пиролиза и висбрекинга. Также в состав бензина могут входить неуглеводородные соединения — спирты, эфиры и другие компоненты.

Современный нефтеперерабатывающий завод — это сложнейшее технологическое сооружение, занимающее площадь в несколько гектар

Вторичные процессы относят к физико-химической технологии переработки. Именно химические реакции — конденсации, расщепления, замещения — позволяют регулировать производство и получать углеводородные смеси требуемого состава и качества. Это принципиально отличает вторичную переработку нефти от простой перегонки.

Слово «бензин» происходит от арабского словосочетания, означающего «яванское благовоние». Так называли смолу дерева стиракс. Позднее из нее стали производить кислоту, названную бензойной. в 1833-м немецкий химик Эйльхард Мичерлих получил из этой кислоты простейшее ароматическое соединение бензол и назвал его benzin.

Основные характеристики

Важнейшая характеристика бензина — октановое число, которое определяет его детонационную стойкость, то есть способность противостоять самовоспламенению при сжатии. Детонация — нежелательное явление в бензиновом двигателе. Оно возникает, когда часть топлива в цилиндре загорается еще до того, как его достигнет пламя от свечи зажигания, и сгорает быстрее, чем требуется. В результате мощность двигателя снижается, он перегревается и быстрее изнашивается. О детонации свидетельствует характерный стук в моторе. В современных двигателях степень сжатия поршня в цилиндре высока — это дает и большую мощность, и увеличение КПД, а значит, бензины с высокой детонационной стойкостью всё востребованнее.

12%
Увеличения мощности двигателя автомобиля можно достичь за счет использования современного топлива G-Drive

Октановое число — условный показатель. Его оценивают, сравнивая детонационную стойкость бензина с модельной смесью двух веществ — изооктана и н-гептана. Сам показатель соответствует процентному содержанию в этой смеси изооктана, который с трудом самовоспламеняется даже при высоких степенях сжатия. Его октановое число принято за 100. Н-гептан, напротив, детонирует даже при небольшом сжатии. Его октановое число — 0. Если октановое число бензина равно 95, это означает, что он детонирует, как смесь 95% изооктана и 5% гептана.

Углеводороды, которые содержатся в топливах, значительно различаются по детонационной стойкости: наибольшее октановое число имеют ароматические углеводороды и парафиновые углеводороды разветвленного строения (изоалканы), наименьшее октановое число у парафиновых углеводородов нормального строения. Последние в подавляющем большинстве содержатся в прямогонных бензинах, и их октановое число, как правило, не превышает 70. Ароматические углеводороды образуются в процессе каталитического риформинга, а разветвленные парафины — при каталитическом крекинге. Именно эти два процесса в XX веке стали основными процессами вторичной переработки нефти, позволяющими получать бензины с повышенным октановым числом. Сегодня высокооктановые бензиновые фракции также получают в результате процессов алкилирования, изомеризации и гидрокрекинга, или используя в низкооктановых бензинах разнообразные присадки.

Бензиновый купаж

Вообще, производство бензина, как и любого другого современного высококачественного топлива — это целое искусство. Судите сами: каждый из процессов переработки нефти на НПЗ дает бензины в разном количестве, разного состава (соотношение основных компонентов) и с разным октановым числом. Все эти параметры обусловлены не только характеристиками процессов, но также особенностями технологической схемы каждого конкретного производства и составом исходного сырья. Далее необходимо смешать компоненты так, чтобы на выходе получился продукт с требуемыми параметрами.

Со временем помимо таких характеристик, как октановое число, фракционный состав, химическая стабильность, давление насыщенных паров, все большую роль стали играть экологические показатели. Когда-то, чтобы повысить октановое число бензина, в него добавляли тетраэтилсвинец — такой бензин назывался этилированным. Сегодня использование этой присадки полностью запрещено из-за ее токсичности.

Класс качества

Первый экологический стандарт «Евро-1» для отработанных газов автомобилей был введен в Европе 24 года назад — в 1992-м. Просуществовал он недолго — всего три года. «Второй» евро стал более жестким: почти вдвое было снижено допустимое содержание твердых частиц. Но самое радикальное ужесточение произошло с введением «Евро-3» в 1999 году. Новый стандарт предполагал суммарное уменьшение уровня выбросов почти на 40%. «Четвертый» и «пятый» евро продолжили движение в этом направлении, но теперь большое значение стало придаваться выбросам СО2, поскольку весь «цивилизованный мир» начал активную борьбу с глобальным потеплением. «Евро-6» в этом смысле лишь закрепляет тенденцию. Стоит подчеркнуть, что сам термин «стандарт евро» относится исключительно к содержанию вредных веществ в отработанных автомобильных газах, а не в моторном топливе. В России же названия экологических стандартов автоматически перенеслись на качественные характеристики бензина или дизеля, хотя требования к безопасности топлива сформулированы в специальном техническом регламенте Таможенного союза «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту», в котором принят термин «экологический класс» (от К2 до К5).

«Газпром нефть» одной из первых в России перешла на производство бензинов и дизельного топлива пятого экологического класса — в 2015 году. Окончательно же Россия собирается перейти на топливо стандарта Евро-5 с 1 июля 2016 года.

Большую опасность для людей представляют и некоторые ароматические соединения, в частности ряд полициклических ароматических углеводородов, а также бензол, который признан сильным канцерогеном. Ограничение содержания ароматики — требование, которое позволяет снизить негативный экологический эффект от использования бензина. Для примера, в бензинах класса «Евро-3» содержание ароматики было ограничено 42%, а последний европейский стандарт «Евро-6» подразумевает уже не более 24% ароматических углеводородов. Чтобы добиться соответствия бензина экологическим стандартам, сегодня высокооктановый (с октановым числом 100–104) бензин каталитического риформинга (риформат), содержащий много ароматических углеводородов, смешивают с другими фракциями с меньшим октановым числом, полученными в результате изомеризации, каткрекинга или алкилирования. В результате удается получить и высокое октановое число, и приемлемое содержание ароматики.

10мг/кг
допустимое содержание серы в бензинах экологичесского класса «ЕВРО-5», что в 50 раз меньше, чем для «ЕВРО-2»

Рабочие лошадки

Основная область применения легких газойлей, полученных при атмосферной перегонке нефти, а также с помощью гидрокрекинга, термического или каталитического крекинга и коксования нефтяных остатков, — изготовление дизельного топлива. В его состав входят углеводороды с интервалом кипения 200—350°C. Дизель состоит из более тяжелых углеводородов, чем бензин и керосин, он более вязкий и темный (прозрачен, но имеет желтова-тый или коричневатый оттенок). Традиционно дизель использовался в первую очередь как топливо для железнодорожного и водного транспорта, грузового автотранспорта, сельскохозяйственной техники, а также в качестве котельного топлива. Однако позднее приобрел популярность и как топливо для легковых автомобилей благодаря экономичности и надежности дизельных моторов.

Термический и каталитический крекинг

Термический крекинг — процесс расщепления молекул тяжелых углеводородов на молекулы с меньшей молекулярной массой при высокой температуре (более 500°C) и высоком давлении. Создание в 1930-х годах в США эффективных катализаторов, ускоряющих процессы крекинга, привело к тому, что каталитический крекинг достаточно быстро вытеснил термический с ведущих позиций среди процессов глубокой переработки нефти. Более высокая скорость протекания реакций позволила уменьшить размеры установок. Снизилась и температура реакции. Кроме того, процесс давал иное соотношение продуктов, позволяя получать бензин с более высоким октановым числом.

Сырьем для каталитического крекинга служат атмосферный и вакуумный газойль. Основные продукты крекинга — пентан-гексановая фракция (т. н. газовый бензин) и нафта крекинга, которые используются как компоненты автомобильного бензина. Также образуются разнообразные газообразные компоненты (метан, этан, этилен, сероводород, пропан, пропилен, бутан, бутилен).

Процесс протекает следующим образом. В нижнюю часть реактора вводится поток нагретого катализатора, в который впрыскивается также нагретое сырье и пар. Испаряясь, сырье поднимается вместе с катализатором в верхнюю часть реактора. В это время и протекают реакции крекинга. Затем катализатор при помощи пара отделяется от полученных продуктов, которые отправляются на разделение в ректификационную колонну. Так как во время реакций на поверхности частиц катализатора оседает кокс — побочный продукт крекинга, — катализатор теряет свою активность и нуждается в очистке. Для этого его направляют в регенератор, где загрязнение выжигается. После этого катализатор снова готов к использованию.

В дизельном двигателе горючая смесь воспламеняется не от искрового зажигания, а в результате сжатия. Это значит, что, в отличие от бензинов, для дизельного топлива высокая детонационная стойкость как раз нежелательна. Главный критерий его качества — воспламеняемость, которая выражается цетановым числом. Подобно определению октанового числа бензина его получают, сравнивая исследуемое топливо со смесью цетана (C16h44) и α-метилнафталина (C11h20). Процентное содержание цетана в смеси с аналогичной воспламеняемостью и даст цетановое число. Высокое цетановое число и хорошая воспламеняемость дизельного топлива снижают время запуска двигателя, уровень выбросов и шум. Еще одна важная качественная характеристика дизеля — низкотемпературные свойства, то есть способность не замерзать при низких температурах.

Установка гидрокрекинга на НПЗ компании NIS в Панчево, Сербия

Борьба за экологичность привела к запрету тетраэтилсвинца — присадки, повышающей октановое число товарного бензина

Углеводородный состав дизельной фракции более сложен, чем у более легких дистиллятов: в зависимости от процесса получения здесь можно найти и парафиновые углеводороды (алканы), и ароматику, и олефины, и изопарафины. Каждое из этих веществ обладает своими преимуществами и недостатками с точки зрения применения дизеля. Например, у алканов отличная воспламеняемость, но плохая устойчивость к низким температурам. Зато олефины прекрасно переносят морозы, но значительно снижают цетановое число. Это обстоятельство в том числе способствует тому, чтобы производить разные сорта дизельного топлива из различных смесей углеводородов с учетом дальнейшего применения. За основу принимают средние дистилляты прямой перегонки — в советские времена их использовали без лишних примесей — это всем известная солярка. Ценный компонент дизеля — газойль гидрокрекинга, у него высокое цетановое число и малое содержание посторонних примесей. Вообще гидроочистка — обязательный процесс при получении качественного дизеля — в средних и тяжелых дистиллятах скапливается максимальное количество серы и других примесей, бывших в исходном сырье.

Термические процессы

Термические процессы нефтепереработки позволяют получать различные нефтепродукты под воздействием тепла и высокого давления. Первым из таких процессов стал термический крекинг. В настоящее время различные варианты термических процессов (коксование, пиролиз, флексикокинг, висбрекинг) используются в первую очередь для переработки тяжелых фракций нефти и нефтяных остатков. К примеру, коксование позволяет получать из них твердый нефтяной кокс (состоящий преимущественно из углерода), а также низкокипящие углеводороды, которые можно использовать в качестве сырья для других процессов с последующим получением ценных моторных топлив. Висбрекинг применяют для получения главным образом котельных топлив (топочных мазутов) из гудронов. Флексикокинг предназначен для переработки остатков различных процессов, которые смешиваются с нагретым коксовым порошком и дают на выходе разнообразные компоненты жидких топлив и газ. Пиролиз используется для получения углеводородного газа, содержащего такие вещества, как этилен, пропилен и дивинил, — сырье для нефтехимической промышленности.

Гидропроцессы

В гидропроцессах все реакции происходят под действием водорода. Простейший гидропроцесс — гидроочистка. Она применяется для того, которые другие соединения. При высоком давлении и температуре сырье смешивается с водородом и катализатором. В результате атомы серы освобождаются от предыдущих химических связей и соединяются с атомами водорода, образуя стойкое химическое соединение — сероводород, который легко отделяется в виде газа. Гидроочистке подвергаются бензиновые фракции, керосиновые фракции, дизельное топливо, вакуумный газойль и фракции масел.

Гидрокрекинг — один из видов крекинга, используемый для получения бензина, дизельного и реактивного топлива, смазочных масел, сырья для каталитического крекинга и др. Одновременно с реакциями крекинга происходит гидроочистка продуктов от соединений серы и насыщение водородом непредельных углеводородов, то есть получение устойчивых соединений.

Топливо для фонарей и самолетов

Керосин был первым видом топлива, который стали получать из нефти с помощью перегонки. Первоначально он использовался в основном для уличного освещения. Керосин представляет собой прозрачную, бесцветную или желтоватую, слегка маслянистую на ощупь жидкость — смесь углеводородов, молекулы которых содержат от восьми до 15 атомов углерода. Температура кипения керосинов находится в интервале 150—250°C.

Сегодня керосин применяют в первую очередь как авиационное реактивное топливо, а также в качестве компонента жидкого ракетного топлива, в бытовых нагревательных и осветительных приборах, в аппаратах для резки металлов, как растворитель, а также как сырье для нефтеперерабатывающей промышленности.

Реактивное топливо получают из малосернистого или обессеренного керосина, легкого газойля коксования и гидрокрекированных компонентов. Оно проходит строгую проверку качества по таким параметрам, как плотность, вязкость, низкотемпературные характеристики, электропроводность, коррозионные свойства и др. В реактивных топливах недопустимо присутствие сероводорода, водорастворимых кислот и щелочей, мыла нафтеновых кислот, механических примесей, воды.

Мировое производство реактивного топлива составляет в среднем 5% от перерабатываемой нефти. В мирное время военные потребляют около 10% от общих ресурсов реактивных топлив.

Каталитический риформинг

Каталитический риформинг — процесс переработки прямогонных бензиновых фракций нефти. Его задача улучшать исходное сырье за счет увеличения октанового числа. В процессе риформинга алканы превращаются в так называемые ароматические углеводороды, характерная черта которых — замкнутая структура молекулы или наличие бензольного кольца — группы из шести атомов углерода, соединенных друг с другом по кругу. Самое простое и одно из самых распространенных ароматических соединений — бензол, молекула которого состоит из шести атомов углерода и шести атомов водорода. Свое название эта группа веществ получила благодаря тому, что первые открытые ее представители обладали приятным запахом. В дальнейшем понятие «ароматичность» стали связывать не с запахом, а с определенными химическими свойствами, характерными для этих соединений.

Продукты каталитического риформинга (риформат) используют не только как компонент для производства автобензинов, но и как сырье для извлечения индивидуальных ароматических углеводородов, таких как бензол, толуол и ксилолы. Ароматика, в свою очередь, становится сырьем для производства самых различных пластиков.

Алкилирование

Алкилирование — это процесс, который позволяет получить высокооктановые бензиновые компоненты (алкилат) из непредельных углеводородных газов. В основе процесса лежит реакция соединения алкена и алкана с получением алкана с числом атомов углерода, равным сумме атомов углерода в исходных соединениях. По сути это реакция, обратная крекингу, так как в результате получаются вещества с более длинными цепочками молекул и большей молекулярной массой. Впоследствии алкилат смешивают с низкооктановыми бензиновыми фракциями, получая на выходе облагороженный бензин.

Изомеризация

Изомеризация — процесс получения изоуглеводородов, то есть углеводородов с более разветвленными цепочками атомов углерода, из углеводородов нормального строения. Например, если молекула пентана представляет собой цепочку из пяти расположенных друг за другом атомов углерода, то изопентан — это цепочка из четырех атомов углерода с ответвлением, образованным пятым атомом углерода. Изомеризация позволяет повысить октановое число смеси и используется для облагораживания бензина.

Молекула пентана и молекула изопен-тана (справа)

Автомобильные бензины: технические характеристики, классификация, назначение

По составу автомобильные бензины представляют собой смесь компонентов, получаемых в результате различных технологических процессов: прямой перегонки нефти, каталитического риформинга, каталитического крекинга и гидрокрекинга вакуумного газойля, изомеризации прямогонных фракций, алкилирования, ароматизации термического крекинга, висбрекинга, замедленного коксования. Компонентный состав бензина зависит, в основном, от его марки и определяется набором технологических установок на нефтеперерабатывающем заводе.

Базовым компонентом для выработки автомобильных бензинов являются обычно бензины каталитического риформинга или каталитического крекинга. Бензины каталитического риформинга характеризуются низким содержанием серы, в их составе практически отсутствуют олефины, поэтому они высокостабильны при хранении. Однако повышенное содержание в них ароматических углеводородов с экологической точки зрения является лимитирующим фактором. К их недостаткам также относится неравномерность распределения детонационной стойкости по фракциям. В составе бензинового фонда России доля компонента каталитического риформинга превышает 50 %.

Бензины каталитического крекинга характеризуются низкой массовой долей серы, октановыми числами по исследовательскому методу 90-93 единицы. Содержание в них ароматических углеводородов составляет 30-40 %, олефиновых — 25-35 %. В их составе практически отсутствуют диеновые углеводороды, поэтому они обладают относительно высокой химической стабильностью (индукционный период 800-900 мин.). По сравнению с бензинами каталитического риформинга для бензинов каталитического крекинга характерно более равномерное распределение детонационной стойкости по фракциям. Поэтому в качестве базы для производства автомобильных бензинов целесообразно использовать смесь компонентов каталитического риформинга и каталитического крекинга.

Бензины таких термических процессов, как крекинг, замедленное коксование имеют низкую детонационную стойкость и химическую стабильность, высокое содержание серы и используются только для получения низкооктановых бензинов в ограниченных количествах.
При производстве высокооктановых бензинов используются алкилбензин, изооктан, изопентан и толуол. Бензины АИ-95 и АИ-98 обычно получают с добавлением кислородсодержащих компонентов: метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) или его смеси с трет-бутанолом, получившей название фэтерол. Введение МТБЭ в бензин позволяет повысить полноту его сгорания и равномерность распределения детонационной стойкости по фракциям. Максимально допустимая концентрация МТБЭ в бензинах составляет 15 % из-за его относительно низкой теплоты сгорания и высокой агрессивности по отношению к резинам.

Для достижения требуемого уровня детонационных свойств этилированных бензинов к ним добавляют этиловую жидкость (до 0,15 г свинца/дм3 бензина). К бензинам вторичных процессов, содержащим непредельные углеводороды, для их стабилизации и обеспечения требований по индукционному периоду разрешается добавлять антиокислители Агидол-1 или Агидол-12. В целях обеспечения безопасности в обращении и маркировки этилированные бензины должны быть окрашены. Бензин А-76 окрашивается в желтый цвет жирорастворимым желтым красителем К, бензин АИ-91 — в оранжево-красный цвет жирорастворимым темно-красным красителем Ж. Этилированные бензины, предназначенные для экспорта, не окрашиваются.

N-метиланилин (ММА, монометиланилин) | Присадки для бензина и дизельного топлива

Монометиланилин для повышения октанового числа

Монометиланилин (ММА, N-метиланилин) – октаноповышающая присадка (добавка) к бензину. Представляет собой прозрачную, от бледно-желтого до янтарного цвета жидкость. Относится к классу вторичных ароматических аминов. Антидетонационная добавка N-метиланилин предназначена для увеличения детонационной стойкости автобензинов, используется для производства неэтилированных бензинов путем смешивания с низкооктановыми, прямогонными бензинами и является основным компонентом современных высокооктановых добавок. Монометиланилин полностью растворим в бензине.

Химическая формула: C₆H₅NHCH₃

Синоним: Монометиланилин (ММА)

Международное название: N-methylaniline

Внешний вид: маслянистая прозрачная жидкость, от бледно желтого до янтарного цвета

Основного вещества: не менее 99%

Растворимость: полностью растворим в бензине

Гарантийный срок хранения: 1 год

Фасовка: бочки, 200 кг

Условия хранения: в герметичных стальных емкостях под азотной «подушкой» на открытых площадках или в проветриваемом сухом помещении при температуре, не превышающей 40ºС. При хранении без азотной «подушки» под воздействием кислорода воздуха возможно изменение цвета от желтоватого до темно-коричневого.

Применение

Применение добавки N-метиланилин позволяет вырабатывать автомобильные бензины в соответствии с нормами технического регламента «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту», технического регламента таможенного союза «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину…», а также всем действующим и перспективным экологическим нормам стран Евросоюза.

Вовлечение N-метиланилина в количестве 1,5% массы в эталонную смесь изооктана и нормального гептана, взятых в соотношении 70:30 по объему, обеспечивает прирост октанового числа не менее чем на 6 единиц по моторному методу, что эквивалентно эффекту от применения ксилола, толуола или МТБЭ в количестве более 10% массы.

Предельно допустимое содержание монометиланилина в выпускаемом в оборот на территории России и стран Таможенного союза бензине определено требованиями вышеуказанных технических регламентов в зависимости от экологического класса топлива.

По согласованию с потребителем добавка N-метиланилин может содержать моющий компонент, эффективно удаляющий смолы, органические осадки и отложения, возникающие в процессе предпламенного термического окисления N-метиланилина и в фазе активного сгорания.

Наименование показателя	Норма	Фактические значения на основании заводского протокола испытаний
Внешний вид	Маслянистая жидкость светло-желтого цвета	Соответствует
Массовая доля N-метиланилина	≥ 99.0%	99.26%
Плотность (20°C, кг/м³)	0.985	0.985
Анилин	≤ 0.30%	0.105%
Диметиланилин	≤ 0.50%	0.402%
Другие примеси	N,N-диметиланилин N-этиланилин N-метил, N-этиланилин N,N,3-триметиланилин	0.02% 0.05% 0.06% 0.05%
Тяжелые металлы	Отсутствие	Отсутствие

Таблица. Основные физико-химические и эксплуатационные показатели добавки N-метиланилин.

Экологического класс	Объемная доля монометиланилина, не более
2	1.3%
3	1%
4	1%
5	Отсутствие

Таблица. Требования по содержанию N-метиланилина в бензинах различных экологических классов в соответствии с техническим регламентом «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту» и техническому регламенту таможенного союза «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту».

Исходное ОЧ бензина	Добавка присадки к бензину, % объемн.
Исходное ОЧ бензина	1	2	3
42,0 м. м.	54,0 м. м.	60,0 м. м.	65 м. м.
58 м. м.	64,7 м. м.	70,7 м. м.	—
61,0 м. м.	67,3 м. м.	73 м. м.	77,1м. м.
69 м. м.	76,1 м. м.	—	—
76,0 м. м.	79,8 м. м.	82,0 м. м.	92,1 и. м.
92,0 и. м.	94,4 и. м.	97,5 и. м.	> 100 и. м.

Таблица. Эффективность N-метиланилина как антидетонатора.

м. м. – по моторному методу; и. м. – по исследовательскому методу

Преимущества / недостатки

Монометиланилин значительно увеличивает октановое число бензина при относительно невысоких дозировках по сравнению с другими объемными антидетонаторами, но всё же дозировки его применения значительно выше, чем у комплексных антидетонаторов. При высоких дозировках увеличивает склонность топлива к образованию отложений во впускной системе двигателя.

Бензины. Требования к ним. Физико-химические свойства автомобильных бензинов. Свойства металлов. Технология азотирования стали. Автомобильный бензин

Бензин — Справочник химика 21

Химики нашли способ уменьшать детонацию, добавляя в бензин некоторые вещества — антидетонаторы. Самый известный из них содержит в своей молекуле атом свинца и называется тетраэтилсвинец. Достаточно добавить в бензин менее 0,1 процента этого вещества, как качество бензина намного улучшается. Такой бензин называют этилированным. Свинец делает его более ядовитым, чем обычные бензины, и с ним нужно обращаться с осторожностью поэтому, чтобы распознать этилированный бензин, его обычно подкрашивают. [c.26]
Все эти простейшие ароматические углеводороды — бензол, толуол и ксилолы — повышают октановое число бензина. Содержащий их бензин иногда называют аро- [c.59]

В качестве растворителей ири экстракции могут применяться вода, бензол, бензин, фенол, фурфурол, жидкий сернистый ангидрид и другие. [c.254]

Еще более важным источником органических продуктов является каменный уголь, хотя в век двигателей внутреннего сгорания мы обычно забываем о нем. Русский химик Владимир Николаевич Ипатьев (1867—1952) на рубеже веков начал исследовать сложные углеводороды, содержащиеся в нефти и каменноугольном дегте, и, в частности, изучать их реакции, идущие прн высоких температурах. Немецкий химик Фридрих Карл Рудольф Бергиус (1884—1949), используя данные Ипатьева, разработал в 1912 г. практические способы обработки каменного угля и нефти водородом с целью получения бензина. [c.136]

Бензин Диз. топливо Нефть Мазут 0,66 О.те 0,81 0,73 0,42 0,71 0,59 0.56 С.С4 0,46 0,40 0,49 0,56 0,56 0.64 0,60 0,72 0.61 0,61 и,47 0,72 0,74 0,79 0,65 0,56 0,62 .,59 0,58 0,64 0,6 0,76 Г,10 0,83 1,42 0,97 0,86 0,86 0,56 0,44 0, Тб [c.15]

Октановые числа бензинов, которыми мы пользуемся, постоянно растут. В 1937 году большинство марок бензина имело октановые числа от 73 до 80. А сегодня лучшие марки имеют октановое число 95 или еще больше. Выпускаются даже специальные марки бензина с октановым числом больше 100 — они используются преимущественно в авиации или в специальных, особо мощных автомобильных двигателях. [c.26]

Пример 10. Найти энтальпию бензина при температуре 450 С и абсолютном давлении 50 ат, если известно, что относительная плотность = 0,780, молекулярный вес М = НО, критическая температура кр = 280° С, критическое давление кp. абс = 34 ат. [c.21]

Определяем содержание паров бензина в этилене, выходящем из реактора а охлажденном, пользуясь уравнением (192). Абсолютное давление паров бензина при 75 и 40 С по номограмме (рис, 103) равно Р,6 = 0,69 ат, (0,6713 бар) [c.303]

Название октан может показаться вам знакомым. Может быть вы слышали его, когда речь шла о бензине. Это неудивительно бензин — смесь различных углеводородов, подобных гептану и октану. Но бензин, как вы знаете, представляет собой жидкость. Вспомните, что чем больше становится молекула углеводорода, тем легче превратить его в жидкость. Молекулы углеводородов, входящих в состав бензина, так велики, что эти вещества для этого даже не нужно охлаждать они представляют собой жидкость уже при комнатной температуре. [c.22]

Между прочим, жидкость для заправки зажигалок представляет собой тоже смесь углеводородов, по составу очень близкую к бензину. [c.23]

Некоторые сорта бензина дороже других. Чтобы понять, почему это так, нам придется вернуться к нашим структурным формулам. [c.23]

Лет пятьдесят назад керосин имел очень большое значение, потому что его применяли для освещения. Даже сейчас в сельской местности (да и в городах, когда ураган или какое-нибудь другое стихийное бедствие разрушает линии электропередач) пользуются керосиновыми лампами. Нефть когда-то добывали только ради керосина, который в ней содержится. С появлением электрического освещения керосин вышел из моды, а с появлением автомобиля вошел в моду бензин. [c.28]

В зависимости от того, как велика детонация при использовании того или иного бензина, разные его марки имеют разное октановое число. Октановое число нормального гептана равно нулю, а изооктана — ста. Октановое число любого бензина можно определить, если сравнить его горение с горением смесей нормального гептана и изооктана, взятых в разных соотношениях. Чем выше октановое число бензина, тем он лучше и дороже. [c.26]

В наше время химики уже не довольствуются естественным содержанием бензина в нефти. Ее подвергают специальной обработке, чтобы разорвать длинные цепи углеводородных молекул на более короткие куски. Таким образом вещества, которые содержатся в керосиновой или газойлевой фракциях, превращают в бензин. Этот процесс называется крекингом. В общем, в бензин можно превратить больше половины всей нефти. [c.29]

Бензин можно получать и из угля. Некоторые разновидности каменного угля содержат углеводороды с длинными цепями, которые удается выделить. С помощью крекинга можно получить из них вещества с молекулами нужной длины. И даже сам каменный уголь, который почти целиком состоит из атомов углерода, можно обработать водородом и таким путем получить бензин. [c.29]

Нефть содержит сотни разных углеводородов. Чтобы извлечь из нее пользу, ее нужно перегнать — разделить на группы углеводородов, каждая из которых имеет сво применение. Например, бензин никуда не годился бы, если бы в нем были углеводороды с цепью из 15 атомов углерода они плохо испаряются и слишком медленно горят. Двигатель, работающий на таком бензине, очень скоро оказался бы весь забит жирной сажей. Поэтому бензин должен содержать лишь часть углеводородов нефти — одну их фракцию. [c.27]

Сейчас керосин дешевле бензина, и сконструированы специальные двигатели, которые могут на нем работать. К ним относятся, например, дизели, которые устанавливают на тяжелых грузовиках, автобусах, тепловозах и кораблях. Такие двигатели пытаются приспособить и для [c.28]

Пример 3. Определить характеризующий фактор для бензина, имеющего относительную шеотность = 0,775 и среднюю молярную температуру кипения ср. мол = 119° С. [c.12]

Напоследок нужно сказать, что каучук, как и любой углеводород, растворяется в бензине и других подобных жидкостях. Таким путем получают резиновый клей. [c.47]

Пример 2. Н шги среднюю молярн5 ю температуру кипения бензина, имеющего следующую разгонку по ГОСТ. [c.11]

Пример 29. Рассчитать погруженный холодильник для охлаждения 06500 кг/ч стабильного бензина, имеющего относительную плотность 0,775 цачальная температура бензина ij = 120° С, конечная температура = 40° С. Температура воды ti = 25° С, Тз = 45° С. [c.165]

Существует точка зрения, что схема II более экономична, чем схемы I и III. Одпако это положение далеко не всегда верно. Так, исследования автора по фракционировке газов каталитического крекинга показали, что когда содержание наиболее тяягелого компонента — бензина — в смесп намного больше, чем нодле кащих выделению компонентов, а температура кипения его много выше, наиболее экoнoмичнoii является не схема II последовательного выделения легких компонентов, а схемы I н III предварительного выделения наиболее легких компонентов с последующей их фракциопировкой, [c.222]

Hieniie будет возрастать с уменьшением молекулярного веса абсорбента. Следовательно, выгоднее вести ироцесс абсорбции легкилш абсорбентами (например, пропана бензином или пептаном, )тнлена — бутаном), чем тяжелыми типа газойлей. [c.245]

Процесс ароматизации бензинов под давлением в присутствии водорода, являющийся эндотермическим, может оформляться в виде двух- пли трехколонных реакторов, заполненных катализатором. Реакционная смесь нагревается в нечи и поступает в первый реактор, [c.278]

Следующая после керосина фракция — газойль, или соляровое масло. Эта фракция все чаще используется для отопления. Чем длиннее цепи углеводородных молекул, тем медленнее они исааряюгся и тем меньше опасность взрыва. Соляровое масло гораздо безопаснее в обращении, чем бензин, а горит оно хорошо. [c.29]

Условия процесса температура 75 С абсолютное давление 2,5 ат, (2,45 бар). Время пребывания (считая на бензин) 3,5 ч. Бензиновая фракция, испольнуемая в качестве растворителя, имеет плотность 0,70, среднюю молекулярную температуру кипения 90 С и молекулярный вес 95. [c.303]

Тепловой эффект реакции с/р = 1000 ккал кг образовавшегося полиэтилена теплоемкость полиэтилепа сп = 0,6 ккал/кг. Температура бензипа, подаваемого в реактор, 40 С, раствора катализаторного комплекса 30 С, этилена 40 С. Отвод избыточного тепла реакции осуществляется путем отдува из реактора части этилена, насыщенного парами бензина, охлаждения отдуваемого потока, конденсации паров бензина и возврата конденсата и песконденсировавшегося этилена в реактор. [c.303]

Углеводороды, из которых состоит бензин, летучи — это означает, что они легко испаряются. Запах этих паров вы чувствуете, когда на заправочной станции в бак автомобиля заливают бензин. (Между прочим, бензин, который по-английски называется gasoline , часто называют попросту gas , т. е. газ . Это неудачное название, потому что слово газ означает любое газообразное вещество.) Смесь паров бензина с воздухом может взорваться точно так же, как метан. Поэтому бензин огнеопасен и взрывоопасен. Но внутри автомобильного двигателя взрывы паров бензина делают полезную работу. Эти пары в карбюраторе смещиваются с воздухом, и получившаяся смесь подается в цилиндры. Там она поджигается электрической искрой, которую дает свеча зажигания, и взрывается. Эти взрывы и заставляют двигаться поршни, от которых движение передается колесам. [c.23]

Фракция нефти, которая выкипает первой, состоит в основном из пентанов и гексанов и называется петролей-ным эфиром. Следующая фракция — это бензин, о котором мы уже говорили. Потом идет керосин. [c.28]

Углеводороды в воде нерастворимы. Еслч смесь, например, бензина с водой взболтать и оставить постоять, они снова разделятся и образуют два слоя. (Бензин окажется наверху, потому что он, как и другие углеводороды, содержащиеся в бензине, легче воды.) [c.32]

Химия для поступающих в вузы 1985 (1985) — [ c.303 ]

Химия для поступающих в вузы 1993 (1993) — [ c.360 ]

Химический тренажер. Ч.1 (1986) — [ c.6 , c.19 ]

Пособие по химии для поступающих в вузы 1972 (1972) — [ c.263 , c.360 , c.361 ]

Общая химия (1987) — [ c.349 , c.352 , c.354 , c.355 ]

Механизмы реакций в органической химии (1977) — [ c.0 ]

Органическая химия. Т.2 (1970) — [ c.0 ]

Руководство по газовой хроматографии (1969) — [ c.0 ]

Препаративная органическая химия (1959) — [ c.159 ]

Лабораторные работы в органическом практикуме (1974) — [ c.272 ]

Химия (1978) — [ c.185 , c.261 , c.357 ]

Химическое сопротивление материалов (1975) — [ c.165 ]

Химический энциклопедический словарь (1983) — [ c.70 , c.248 , c.249 ]

Начала техники лабораторных работ Изд.2 (1971) — [ c.21 , c.24 , c.71 , c.87 , c.93 , c.99 , c.173 ]

Препаративная органическая химия (1959) — [ c.159 ]

Справочник азотчика Том 1 (1967) — [ c.249 ]

Органическая химия (1974) — [ c.137 ]

Начала органической химии Книга первая (1969) — [ c.66 , c.550 ]

Технология синтетических каучуков (1987) — [ c.0 ]

Органические растворители (1958) — [ c.275 ]

Газовая экстракция в хроматографическом анализе (1982) — [ c.121 ]

Органическая химия (1979) — [ c.0 ]

Химия (2001) — [ c.400 , c.487 , c.494 ]

Органическая химия (1990) — [ c.101 ]

Общая химическая технология органических веществ (1966) — [ c.12 , c.20 , c.38 , c.39 , c.66 , c.114 ]

Технология переработки нефти и газа (1966) — [ c.0 ]

Химия и технология синтетического жидкого топлива и газа (1986) — [ c.0 ]

Новые процессы органического синтеза (1989) — [ c.15 , c.18 , c.25 , c.55 ]

Органическая химия Том1 (2004) — [ c.137 , c.159 , c.160 ]

Общая химическая технология (1964) — [ c.0 ]

Санитарно-химический контроль воздушной среды (1978) — [ c.24 , c.170 , c.204 , c.238 ]

Химический анализ воздуха (1976) — [ c.31 , c.32 ]

Большой энциклопедический словарь Химия изд.2 (1998) — [ c.70 , c.248 , c.249 ]

Справочник Химия изд.2 (2000) — [ c.469 , c.473 ]

Техника лабораторной работы в органической химии (1963) — [ c.60 ]

Азеотропия и полиазеотропия (1968) — [ c.0 ]

Техника физико-химических исследований при высоких и сверхвысоких давлениях Изд3 (1965) — [ c.0 ]

Взрывобезопасность и противоаварийная защита химико-технологических процессов (1983) — [ c.32 , c.44 , c.98 , c.100 , c.216 , c.250 ]

Введение в нефтехимию (1962) — [ c.0 ]

Химмотология (1986) — [ c.0 ]

Технологические трубопроводы нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов (1972) — [ c.8 ]

Калориметрические (фотометрические) методы определения неметаллов (1963) — [ c.0 ]

Общий практикум по органической химии (1965) — [ c.608 ]

Химия технология и расчет процессов синтеза моторных топлив (1955) — [ c.0 , c.35 , c.265 , c.267 , c.268 , c.283 ]

Руководство по малому практикуму по органической химии (1964) — [ c.76 ]

Общая химия (1964) — [ c.464 , c.467 ]

Курс неорганической химии (1963) — [ c.457 , c.469 , c.471 ]

Углеводороды нефти (1957) — [ c.0 ]

Учебник органической химии (1945) — [ c.33 ]

Промышленная органическая химия (1977) — [ c.16 , c.37 , c.39 , c.42 , c.71 , c.134 , c.135 , c.553 , c.554 ]

Руководство по газовой хроматографии (1969) — [ c.0 ]

Общая химия и неорганическая химия издание 5 (1952) — [ c.281 ]

Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза (1988) — [ c.0 ]

Органическая химия (1976) — [ c.79 ]

Органическая химия 1965г (1965) — [ c.14 ]

Органическая химия 1969г (1969) — [ c.14 ]

Органическая химия 1973г (1973) — [ c.13 ]

Возможности химии сегодня и завтра (1992) — [ c.249 ]

Курс общей химии (1964) — [ c.293 , c.294 ]

Основы органической химии (1983) — [ c.94 , c.95 ]

Качественные микрохимические реакции по органической химии Издание 2 (1965) — [ c.62 ]

Механизмы реакций в органической химии (1991) — [ c.195 , c.219 ]

Курс органической химии (1979) — [ c.79 ]

Техника физико-химических исследований при высоких и сверхвысоких давлениях (1976) — [ c.0 ]

Сборник номограмм для химико-технологических расчетов (1969) — [ c.71 , c.126 , c.219 ]

Органическая химия для студентов медицинских институтов (1963) — [ c.63 ]

Химические товары справочник часть 1 часть 2 издание 2 (1961) — [ c.0 ]

Химические товары Справочник Часть 1,2 (1959) — [ c.0 ]

Яды в нашей пище (1986) — [ c.68 , c.69 , c.71 , c.74 , c.75 ]

Вредные химические вещества Углеводороды Галогенпроизводные углеводоров (1990) — [ c.365 ]

Предупреждение аварий в химическом производстве (1976) — [ c.167 , c.277 , c.365 ]

Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза (1971) — [ c.36 , c.43 , c.55 , c.83 ]

Справочник по экстракции (1972) — [ c.15 , c.84 ]

Неорганическая химия (1950) — [ c.214 ]

Органическая химия Издание 3 (1977) — [ c.42 , c.43 ]

Органическая химия Издание 4 (1981) — [ c.12 ]

Правила симметрии в химических реакциях (1979) — [ c.0 ]

Основы технологии органических веществ (1959) — [ c.452 , c.453 ]

Курс органической химии (1970) — [ c.67 ]

Органическая химия Углубленный курс Том 2 (1966) — [ c.0 ]

Органическая химия (1987) — [ c.54 ]

Химико-технические методы исследования Том 3 (0) — [ c.225 ]

Общая химическая технология органических веществ (1955) — [ c.0 ]

Справочник резинщика (1971) — [ c.470 , c.488 ]

Органическая химия (1956) — [ c.45 ]

Основы химии Том 2 (1906) — [ c.268 ]

Общая химическая технология (1970) — [ c.455 ]

Руководство к малому практикуму по органической химии (1975) — [ c.67 ]

Химический анализ воздуха промышленных предприятий (1973) — [ c.24 ]

Химия (1985) — [ c.327 ]

Органическая химия (1962) — [ c.53 ]

Химические товары Том 2 Издание 3 (1969) — [ c.0 ]

Промышленное применение металлоорганических соединений (1970) — [ c.0 ]

Основной практикум по органической химии (1973) — [ c.0 ]

Газовый анализ (1955) — [ c.0 ]

Общая химия (1974) — [ c.204 , c.651 ]

Химия (1982) — [ c.269 ]

Справочник по химии Издание 2 (1949) — [ c.275 , c.277 ]

Химия инсектисидов и фунгисидов (1948) — [ c.144 , c.203 ]

Основы технологии органических веществ (1959) — [ c.452 , c.453 ]

Химия и радиоматериалы (1970) — [ c.118 ]

Технология минеральных удобрений (1974) — [ c.334 ]

Органическая химия (1956) — [ c.55 ]

Химия органических лекарственных препаратов (1949) — [ c.10 , c.14 ]

Химически вредные вещества в промышленности Часть 1 (0) — [ c.54 ]

Технология нефтехимического синтеза Часть 1 (1973) — [ c.0 ]

Курс аналитической химии (1964) — [ c.155 ]

Технология нефтехимического синтеза Издание 2 (1985) — [ c.0 ]

Общая химическая технология (1977) — [ c.304 , c.305 ]

Краткий справочник по коррозии (1953) — [ c.381 ]

Синтетические полимеры в полиграфии (1961) — [ c.39 , c.105 , c.145 ]

Противопожарная техника на предприятиях химической промышленности (1961) — [ c.187 ]

Растворители для лакокрасочных материалов (1980) — [ c.29 , c.30 , c.31 , c.77 , c.102 , c.128 , c.139 , c.140 ]

Газовый анализ (1961) — [ c.0 ]

Технология органического синтеза (1987) — [ c.72 ]

Общая технология синтетических каучуков (1952) — [ c.92 ]

Общая технология синтетических каучуков Издание 2 (1954) — [ c.62 ]

Основы технологии синтеза каучуков (1959) — [ c.24 ]

Основы технологии синтеза каучуков Изд3 (1972) — [ c.31 , c.32 ]

Утилизация и очистка промышленных отходов (1980) — [ c.114 , c.115 ]

Основы общей химической технологии (1963) — [ c.228 , c.231 ]

Химический анализ воздуха промышленных предприятий (1965) — [ c.19 ]

Курс органической химии Издание 4 (1985) — [ c.52 , c.56 , c.57 ]

Реакционная аппаратура и машины заводов (1975) — [ c.94 ]

Лакокрасочные материалы (1961) — [ c.460 , c.478 ]

Основы химической технологии (1986) — [ c.215 , c.225 , c.226 ]

Химико-технический контроль лесохимических производств (1956) — [ c.76 , c.191 , c.192 , c.198 ]

Химия Издание 2 (1988) — [ c.309 ]

Курс аналитической химии Издание 2 (1968) — [ c.213 ]

Курс аналитической химии Издание 4 (1977) — [ c.210 ]

Химия и технология нефти и газа Издание 3 (1985) — [ c.0 ]

Химия для вас (1985) — [ c.7 , c.16 , c.57 , c.70 , c.74 , c.116 , c.117 , c.163 ]

Справочник по производству хлора каустической соды и основных хлорпродуктов (1976) — [ c.347 ]

История химических промыслов и химической промышленности России Том 3 (1951) — [ c.194 , c.524 ]

Анализ органических соединений Издание 2 (1953) — [ c.27 , c.28 , c.312 ]

Химия мономеров Том 1 (1960) — [ c.68 ]

Успехи химии ацетиленовых соединений (1973) — [ c.0 ]

Общая химическая технология Том 1 (1953) — [ c.206 , c.225 , c.240 ]

Общая химическая технология Том 2 (1959) — [ c.357 ]

Препаративная органическая химия Издание 2 (1964) — [ c.158 ]

Методы органической химии Том 2 Издание 2 (1967) — [ c.0 ]

Методы органической химии Том 2 Методы анализа Издание 4 (1963) — [ c.0 ]

Курс органической и биологической химии (1952) — [ c.37 , c.38 ]

Курс органической химии (0) — [ c.83 , c.86 , c.90 ]

Общая химическая технология топлива (1941) — [ c.82 , c.594 , c.595 , c.597 , c.601 , c.602 , c.608 , c.609 , c.610 , c.611 , c.621 , c.679 , c.683 , c.712 , c.719 , c.720 , c.724 , c.725 , c.726 , c.732 , c.746 ]

Органическая химия (1964) — [ c.42 , c.602 ]

Полярографический анализ (1959) — [ c.0 ]

Газовая хроматография — Библиографический указатель отечественной и зарубежной литературы (1952-1960) (1962) — [ c.0 ]

Газовая хроматография — Библиографический указатель отечественной и зарубежной литературы (1961-1966) Ч 2 (1969) — [ c.214 , c.215 , c.253 , c.254 , c.298 , c.303 ]

Регенерация адсорбентов (1983) — [ c.49 , c.56 , c.60 ]

Начала органической химии Кн 1 Издание 2 (1975) — [ c.62 , c.64 , c.66 , c.516 ]

Начала органической химии Кн 2 Издание 2 (1974) — [ c.0 ]

Начала органической химии Книга 2 (1970) — [ c.0 ]

Курс неорганической химии (1972) — [ c.409 , c.420 , c.422 ]

Справочник азотчика Т 1 (1967) — [ c.249 ]

Курс органической химии _1966 (1966) — [ c.70 ]

Органическая химия Издание 4 (1970) — [ c.37 ]

Введение в нефтехимию (1962) — [ c.0 ]

Курс органической химии (1955) — [ c.58 , c.587 ]

Химическое оборудование в коррозийно-стойком исполнении (1970) — [ c.562 ]

Государственная фармакопея союза социалистических республик Издание 10 (1968) — [ c.873 ]

Курс органической химии (0) — [ c.32 ]

Руководство по газовой хроматографии (1969) — [ c.0 ]

Предмет химии (0) — [ c.384 ]

Применение биохимического методы для очистки сточных вод (0) — [ c.84 ]

Методы органического анализа (1986) — [ c.159 ]

Химия окружающей среды (1982) — [ c.232 ]

Химические товары Справочник Часть 2 (1954) — [ c.0 ]

Бензин Химическая формула

Формула и структура: Бензин представляет собой смесь различных соединений алканов, алкенов и циклоалканов. Большинство этих соединений имеют от 4 до 12 атомов углерода на молекулу. Основными компонентами являются изооктан, бутан, 3-этилтолуол и метил-трет-бутиловый эфир. К этим соединениям обычно добавляют какую-то добавку.

Происшествие: Бензин не встречается в природе в виде свободного соединения, вместо этого он извлекается из сырой нефти следующими способами.

Приготовление: Бензин получают путем фракционной перегонки сырой нефти на нефтеперерабатывающих заводах. Дистиллированный продукт, бесцветная жидкость, затем смешивается с некоторыми добавками, такими как этанол.

Физические свойства: Физические свойства бензина оцениваются по его плотности, которая составляет около 0,708 кг / л. Плотность может сильно варьироваться в зависимости от компонентов смеси, например, бензин с более высокой концентрацией ароматических веществ является более плотным. Стабильность бензина — еще один момент, который позволяет характеризовать его, например, после длительного хранения бензин может разделяться на различные соединения, образующие смесь.

Химические свойства: Бензин имеет разное содержание в зависимости от содержания, его можно использовать для разных целей:

Нафта: дистиллированная из сырой нефти с небольшим количеством присадок, это горючее вещество, в основном используемое в автомобилях. Он образован алканом и алкеном.

Реформиат: используется в качестве химического сырья в промышленности. Это весовой бензин, образованный в основном из ароматических углеводородов, таких как ксилол и толуол.

Алкилат: высокое содержание алканов.Его получают из олефинов в процессе алкилирования.

Использование: Используется в качестве топлива для транспортных средств и машин. Он также используется в качестве сырья в некоторых химических и нефтехимических предприятиях.

Воздействие на здоровье / опасность для здоровья: Бензол, один из ароматических компонентов бензина, является канцерогенным агентом, поэтому более высокое содержание этого соединения опасно. Бензин считается загрязнителем окружающей среды, при его использовании на транспортных средствах выделяется большое количество углекислого газа.Другие компоненты бензина также токсичны, поэтому смесь сама по себе считается токсичной.

бензин | Определение, использование и факты

бензин , также обозначается как бензин , также называемый газ или бензин , смесь летучих, легковоспламеняющихся жидких углеводородов, получаемых из нефти и используемых в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания. Он также используется в качестве растворителя масел и жиров. Первоначально побочный продукт нефтяной промышленности (керосин был основным продуктом), бензин стал предпочтительным автомобильным топливом из-за его высокой энергии сгорания и способности легко смешиваться с воздухом в карбюраторе.

Бензин сначала производился путем дистилляции, когда просто отделялись летучие, более ценные фракции сырой нефти. Более поздние процессы, предназначенные для увеличения выхода бензина из сырой нефти, расщепляли большие молекулы на более мелкие с помощью процессов, известных как крекинг. Термический крекинг с использованием тепла и высокого давления был введен в 1913 году, но после 1937 года был заменен каталитическим крекингом, применением катализаторов, которые облегчают химические реакции с образованием большего количества бензина. Другие методы, используемые для улучшения качества бензина и увеличения его поставок, включают полимеризацию, преобразование газообразных олефинов, таких как пропилен и бутилен, в более крупные молекулы в диапазоне бензина; алкилирование, процесс объединения олефина и парафина, такого как изобутан; изомеризация, превращение углеводородов с прямой цепью в углеводороды с разветвленной цепью; и риформинг с использованием тепла или катализатора для перестройки молекулярной структуры.

Подробнее по этой теме

переработка нефти: бензин

Мотор бензин или бензин должен соответствовать трем основным требованиям. Он должен обеспечивать равномерную схему горения, легко запускаться …

Бензин — это сложная смесь сотен различных углеводородов. Большинство из них насыщены и содержат от 4 до 12 атомов углерода на молекулу. Бензин, используемый в автомобилях, в основном кипит от 30 ° до 200 ° C (от 85 ° до 390 ° F), смесь регулируется в зависимости от высоты и времени года.Авиационный бензин содержит меньшие доли как менее летучих, так и более летучих компонентов, чем автомобильный бензин.

Антидетонационные характеристики бензина — его способность противостоять детонации, которая указывает на то, что сгорание паров топлива в цилиндре происходит слишком быстро для повышения эффективности — выражаются в октановом числе. Добавление тетраэтилсвинца для замедления горения было начато в 1930-х годах, но было прекращено в 1980-х годах из-за токсичности соединений свинца, выделяемых с продуктами сгорания.Другие добавки к бензину часто включают детергенты для уменьшения образования отложений в двигателе, противообледенительные агенты для предотвращения остановки двигателя из-за обледенения карбюратора и антиоксиданты (ингибиторы окисления), используемые для уменьшения образования «смол».

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

В конце 20 века рост цен на нефть (и, следовательно, на бензин) во многих странах привел к увеличению использования бензина, который представляет собой смесь 90 процентов неэтилированного бензина и 10 процентов этанола (этилового спирта).Бензохол хорошо горит в бензиновых двигателях и является желательным альтернативным топливом для определенных применений из-за возобновляемости этанола, который можно производить из зерна, картофеля и некоторых других растительных веществ. См. Также нефть.

Нефть и уголь

Нефть и уголь

Химия нефтепродуктов

Термин petroleum происходит от латинского слова petra , «рок» и олеум , «масло».»Он используется для описания широкого ряд углеводородов, которые находятся в виде газов, жидкостей или твердых тел под поверхностью Земля. Двумя наиболее распространенными формами являются природный газ и сырая нефть.

Природный газ представляет собой смесь легких алканов. Типичный образец природный газ, когда он собирается у источника, содержит 80% метана (CH ₄), 7% этан (C ₂ H ₆), 6% пропана (C ₃ H ₈), 4% бутана и изобутан (C ₄ H ₁₀) и 3% пентанов (C ₅ H ₁₂).Углеводороды C ₃, C ₄ и C ₅ удаляются до газ продан. Таким образом, товарный природный газ, поставляемый потребителю, в первую очередь смесь метана и этана. Пропан и бутан, удаленные из природного газа, обычно сжижается под давлением и продается как сжиженный углеводородный газ ( LPG ).

Природный газ был известен в Англии еще в 1659 году. Но он не заменил угольный газ в качестве важным источником энергии в Соединенных Штатах до окончания Второй мировой войны, когда сеть газопроводов.К 1980 году годовое потребление природного газа выросло до более 55000 миллиардов кубических футов, что составляет почти 30% всей энергии США. потребление.

Первая нефтяная скважина была пробурена Эдвином Дрейком в 1859 году в Титусвилле, штат Пенсильвания. Он произвел до 800 галлонов в день, что намного превышает спрос на этот материал. К 1980 г. потребление нефти достигло 2,5 миллиарда галлонов в день. Около 225 миллиардов баррелей нефть добывалась нефтяной промышленностью с 1859 по 1970 год.Еще 200 миллиардов баррелей было добыто в период с 1970 по 1980 год. Общие доказанные мировые запасы сырой нефти в 1970 году оценивались в 546 миллиардов баррелей, возможно, еще от 800 до 900 миллиардов баррелей. баррелей нефти, которые еще предстоит найти. Для нефти потребовалось 500 миллионов лет. под земной корой накапливаться. При нынешних темпах потребления мы могли бы исчерпать мировые запасы нефти к 200-летию первой нефтяной скважины.

Сырая нефть представляет собой сложную смесь, содержащую от 50 до 95% углеводородов. по весу.Первый шаг в переработке сырой нефти включает разделение нефти на разные углеводородные фракции перегонкой. Типичный набор нефтяных фракций приведен в таблица ниже. Поскольку существует ряд факторов, влияющих на температуру кипения углеводород, эти нефтяные фракции представляют собой сложные смеси. Более 500 различных углеводороды были обнаружены, например, в бензиновой фракции.

Нефтяные фракции

Дробь	Диапазон кипения (^o C)	Число атомов углерода
природный газ	<20	C ₁ по C ₄
петролейный эфир	20–60	C ₅ по C ₆
бензин	40-200	C ₅ по C ₁₂, но в основном C ₆ по C ₈
керосин	150–260	в основном C ₁₂ до C ₁₃
мазут	> 260	C ₁₄ и выше
смазочные материалы	> 400	C ₂₀ и выше
асфальт или кокс	остаток	полициклический

Около 10% продукта перегонки сырой нефти составляет фракция, известная как прямогонная фракция . бензин , который служил удовлетворительным топливом в первые дни двигатель внутреннего сгорания.По мере развития автомобильного двигателя его усиливали. за счет увеличения степени сжатия. Современные автомобили работают при степени сжатия около 9: 1, Это означает, что смесь бензина и воздуха в цилиндре сжимается в девять раз. прежде, чем он воспламенится. Прямогонный бензин горит неравномерно в двигателях с высокой степенью сжатия, создание ударной волны, которая заставляет двигатель «стучать» или «гудеть». В качестве Нефтяная промышленность созрела, она столкнулась с двумя проблемами: увеличение выхода бензина из каждого барреля сырой нефти и уменьшая склонность бензина к детонации, когда он сгорел.

Связь между детонацией и структурой углеводородов в бензине следующая: вкратце изложены в следующих общих правилах.

Разветвленные алканы и циклоалканы горят более равномерно, чем алканы с прямой цепью.
Короткие алканы (C ₄ H ₁₀) горят более равномерно, чем длинные алканы (C ₇ H ₁₆).
Алкены горят более равномерно, чем алканы.
Ароматические углеводороды горят более равномерно, чем циклоалканы.

Наиболее часто используемым показателем способности бензина гореть без детонации является его октановое число . номер . Октановые числа сравнивают склонность бензина к ударам по тенденция смешения двух углеводородов гептан и 2,2,4-триметилпентан или изооктан для детонации. Гептан (C ₇ H ₁₆) представляет собой длинную прямую цепь алкан, который горит неравномерно и сильно стучит. Сильно разветвленный алканы, такие как 2,2,4-триметилпентан, более устойчивы к детонации.Бензины, которые соответствует смеси 87% изооктана и 13% гептана, дается октановое число 87.

Есть три способа сообщить октановое число. Измерения проводились на высокой скорости и высокая температура сообщается как моторное октановое число . Измерения проводились под относительно мягкие условия двигателя известны как октановое число по исследовательскому методу . Дорожный индекс октановое число , указанное на бензонасосах, является средним из этих двух.Дорожный указатель октановые числа для некоторых чистых углеводородов приведены в таблице ниже.

Октановое число углеводородов

Углеводород		Дорожный индекс Октановое число
Гептан		0
2-метилгептан		23
Гексан		25
2-метилгексан		44
1-гептен		60
Пентан		62
1-пентен		84
Бутан		91
Циклогексан		97
2,2,4-Триметилпентан (изооктан)		100
Бензол		101
Толуол		112

К 1922 году был открыт ряд соединений, способных повышать октановое число. бензина.Добавление всего 6 мл тетраэтилсвинца (показано на рисунке ниже) в галлон бензина, например, может увеличить октановое число на 15-20 единиц. Этот открытие дало начало первому «этиловому» бензину и позволило нефтяному промышленность по производству авиационных бензинов с октановым числом выше 100.

Еще один способ повышения октанового числа — термический риформинг . В высокие температуры (500-600C) и высокое давление (25-50 атм), алканы с прямой цепью изомеризоваться с образованием разветвленных алканов и циклоалканов, тем самым увеличивая октановое число бензина.Проведение этой реакции в присутствии водорода и катализатора, такого как смесь кремнезема (SiO ₂) и оксида алюминия (Al ₂ O ₃) приводит к каталитический риформинг , позволяющий производить бензин с еще более высоким октановым числом числа. Термический или каталитический риформинг и добавки к бензину, такие как тетраэтилсвинец увеличить октановое число прямогонного бензина, полученного при перегонке сырая нефть, но ни один из этих процессов не увеличивает выход бензина из барреля нефти.

Данные таблицы долей бензина позволяют предположить, что мы может увеличить выход бензина за счет «крекинга» углеводородов, которые в конечном итоге во фракциях керосина или мазута на более мелкие части. Термическое растрескивание был открыт еще в 1860-х годах. При высоких температурах (500C) и высоком давлении (25 атм) длинноцепочечные углеводороды распадаются на более мелкие части. Насыщенный C ₁₂ углеводород в керосине, например, может распасться на два фрагмента C ₆.Поскольку общее количество атомов углерода и водорода остается постоянным, один из продукты этой реакции должны содержать двойную связь C = C.

Присутствие алкенов в бензинах термического крекинга увеличивает октановое число (70) по сравнению с прямогонным бензином (60), но он также приводит к термическому крекингу бензин менее устойчив при длительном хранении. Поэтому термическое растрескивание было заменено каталитического крекинга , в котором вместо высоких температур используются катализаторы и давления для расщепления длинноцепочечных углеводородов на более мелкие фрагменты для использования в бензине.

Около 87% сырой нефти, переработанной в 1980 году, пошло на производство топлива, такого как бензин, керосин и мазут. Остальная часть пошла на нетопливное использование, например, на нефть. растворители, промышленные смазки и воски, или в качестве исходных материалов для синтеза нефтехимии . Нефтепродукты используются для производства синтетических волокон, таких как нейлон, орлон и дакрон, и другие полимеры, такие как полистирол, полиэтилен и синтетический каучук.Они также служат в качестве сырья при производстве хладагентов, аэрозолей, антифризов, моющих средств, красители, клеи, спирты, взрывчатые вещества, средства от сорняков, инсектициды и репелленты от насекомых. H ₂ выделяется, когда алканы превращаются в алкены или когда циклоалканы превращаются в алкены. преобразованные в ароматические углеводороды, могут быть использованы для производства ряда неорганических нефтехимические продукты, такие как аммиак, нитрат аммония и азотная кислота. В результате большинство удобрения, а также другие сельскохозяйственные химикаты также относятся к нефтехимии.

Химия угля

Уголь можно определить как горящую осадочную породу. Он был сформирован разложение растительного вещества, и это сложное вещество, которое можно найти во многих формы. Уголь делится на четыре класса: антрацитовый, битуминозный, полубитуминозный и лигнит. Элементный анализ дает эмпирические формулы, такие как C ₁₃₇ H ₉₇ O ₉ NS для каменного угля и C ₂₄₀ H ₉₀ O ₄ NS для высокосортных антрацит.

Антрацитовый уголь — это плотная, твердая порода угольно-черного цвета с металлическим оттенком. блеск. Он содержит от 86% до 98% углерода по весу и горит медленно, с бледным светом. голубое пламя и очень мало дыма. Битуминозный уголь , или мягкий уголь, содержит между 69% и 86% углерода по весу и является наиболее распространенной формой угля. Полубитуминозный уголь содержит меньше углерода и больше воды и, следовательно, является менее эффективным источником нагревать. Бурый уголь , или бурый уголь, представляет собой очень мягкий уголь, содержащий до 70% вода на вес.

Общее потребление энергии в США в 1990 г. составляло 86 x 10 ¹⁵ кДж. Из этого общего количества 41% приходится на нефть, 24% — на природный газ и 23% — на уголь. Уголь уникальный в качестве источника энергии в Соединенных Штатах, однако, поскольку ни один из 2118 миллиардов фунты, использованные в 1990 году, были импортированы. Кроме того, доказанные запасы настолько велики, что мы можем продолжать использовать уголь на этом уровне потребления не менее 2000 лет.

На момент написания этого текста уголь был наиболее экономичным топливом для отопления. Стоимость угля, доставленного на физический завод Университета Пердью, составила 1,41 доллара за миллион. кДж тепловой энергии. Эквивалентная стоимость природного газа составила бы 5,22 доллара и №2. мазут стоил бы 7,34 доллара. Хотя уголь дешевле природного газа и нефти, он труднее справиться. В результате на протяжении долгого времени предпринимались попытки превратить уголь в газообразное или жидкое топливо.

Газификация угля

Еще в 1800 году уголь газ производился путем нагревания угля в отсутствие воздух. Угольный газ богат CH ₄ и выделяет до 20,5 кДж на литр газа. сгорел. Угольный газ или городской газ , как это было также известно стало настолько популярным что в большинстве крупных и многих малых городов есть местный газовый дом, в котором он сгенерировано, и газовые горелки были настроены на сжигание топлива, которое произвело 20.5 кДж / л. Газ фонари, конечно, со временем были заменены электрическими. Но угольный газ все еще был используется для приготовления пищи и отопления, пока не станет более эффективным природный газ (38,3 кДж / л). легко доступны.

Немного менее эффективное топливо, известное как водяной газ , может быть получено путем взаимодействие углерода в угле с паром.

C ( с ) + H ₂ O ( г ) CO ( г ) + H ₂ ( г )

H ^o = 131.3 кДж / моль _rxn

При сжигании водяного газа выделяются CO ₂ и H ₂ O с выделением примерно 11,2 кДж. на литр израсходованного газа. Обратите внимание, что энтальпия реакции приготовления воды газ положительный, что означает, что эта реакция эндотермическая. В результате подготовка водяного газа обычно включает чередование струй пара и воздуха или кислород через слой раскаленного угля. Экзотермические реакции угля и кислорода для производства CO и CO ₂ обеспечивают достаточно энергии для проведения реакции между паром и уголь.

Водяной газ, образующийся при реакции угля с кислородом и водяным паром, представляет собой смесь CO, CO ₂, и H ₂. Отношение H ₂ к CO может быть увеличено путем добавления воды в эту смесь, чтобы воспользоваться реакцией, известной как конверсия водяного газа реакция .

CO ( г ) + H ₂ O ( г ) CO ₂ ( г ) + H ₂ ( г )

H ^o = -41.2 кДж / моль _rxn

Концентрация CO ₂ может быть уменьшена за счет реакции CO ₂ с углем при высоких температурах с образованием CO.

C ( г ) + CO ₂ ( г ) 2 CO ( г )

H ^o = 172,5 кДж / моль _rxn

Водяной газ, из которого был удален CO ₂, называется синтезом . газ , поскольку его можно использовать в качестве исходного материала для различных органических и неорганические соединения.Его можно использовать как источник H ₂ для синтеза аммиак, например.

N ₂ ( г ) + 3 H ₂ ( г ) 2 NH ₃ ( г )

Его также можно использовать для производства метилового спирта или метанола.

CO ( г ) + 2 H ₂ ( г ) CH ₃ OH ( л )

Метанол затем можно использовать в качестве исходного материала для синтеза алкенов, ароматических углеводородов. соединения, уксусная кислота, формальдегид и этиловый спирт (этанол).Синтез-газ также может использоваться для производства метана или синтетического природного газа (SNG).

CO ( г ) + 3 H ₂ ( г ) CH ₄ ( г ) + H ₂ O ( г )

2 CO ( г ) + 2 H ₂ ( г ) CH ₄ ( г ) + CO ₂ ( г )

Сжижение угля

Первый шаг к производству жидкого топлива из угля связан с производством синтез-газ (CO и H ₂) из угля.В 1925 году Франц Фишер и Ганс Тропш разработали катализатор, который превращал CO и H ₂ при 1 атм и температуре от 250 до 300 ° C в жидкие углеводороды. К 1941 году заводы Фишера-Тропша произвели 740 000 тонн нефти. продукции в год в Германии.

Технология Фишера-Тропша основана на сложной серии реакций, в которых используется H ₂ для восстановления CO до CH ₂ групп, связанных с образованием длинноцепочечных углеводородов.

CO ( г ) + 2 H ₂ ( г ) (CH ₂) _n ( л ) + H ₂ O ( г )

H ^o = -165 кДж / моль _rxn

Вода, образующаяся в этой реакции, соединяется с CO в реакции конверсии водяного газа с образованием форма H ₂ и CO ₂.

CO ( г ) + H ₂ O ( г ) CO ₂ ( г ) + H ₂ ( г )

H ^o = -41,2 кДж / моль _rxn

Таким образом, общая реакция Фишера-Тропша описывается следующим уравнением.

2 CO ( г ) + H ₂ ( г ) (-CH ₂ -) _n ( л ) + CO ₂ ( г )

H ^o = -206 кДж / моль _rxn

В конце Второй мировой войны технология Фишера-Тропша изучалась в большинстве индустриальные страны.Однако низкая стоимость и высокая доступность сырой нефти привели к снижение интереса к жидкому топливу из угля. Единственные коммерческие предприятия, использующие это технологии сегодня находятся в комплексе Sasol в Южной Африке, который использует 30,3 миллиона тонн уголь в год.

Другой подход к жидкому топливу основан на реакции между CO и H ₂ с образованием метанола, CH ₃ OH.

CO ( г ) + 2 H ₂ ( г ) CH ₃ OH ( л )

Метанол можно использовать непосредственно в качестве топлива или преобразовать в бензин с катализаторы, такие как цеолитный катализатор ZSM-5, разработанный Mobil Oil Company.

По мере того, как поставки нефти сокращаются, а ее стоимость продолжает расти, постепенное может наблюдаться сдвиг в сторону жидкого топлива из угля. Примет ли это форму возврат к модифицированной технологии Фишера-Тропша, конверсия метанола в бензин, или другие альтернативы, только время покажет.

Органическая химия: структура и номенклатура углеводородов

Периодический Стол | Периодическая таблица | Глоссарий | Классные Апплеты

Обзор темы

Gen Chem | Главная страница справки по общей химии | Поиск: веб-сайт общей химии.

Техническое примечание: Коэффициенты выбросов, химический состав и морфология частиц, выбрасываемых дизельными и бензиновыми легковыми автомобилями Евро 5 во время переходных циклов

ACEA: Европейская ассоциация автопроизводителей, Карманный справочник 2020–2021, доступно по адресу: https: // www.acea.be/uploads/publications/ACEA_Pocket_Guide_2020-2021.pdf (последний доступ: 12 марта 2021 г.), 2020 г.

Эйкен, А.С., ДеКарло, П.Ф. и Хименес, Дж. Л .: Элементный анализ органические частицы с электронной ионизацией масс-спектрометрии высокого разрешения, Анальный.Chem., 79, 8350–8358, 2007.

Aiken, AC, Salcedo, D., Cubison, MJ, Huffman, JA, DeCarlo, PF, Ulbrich, IM, Docherty, KS, Sueper, D., Kimmel, JR , Worsnop, DR, Trimborn, A., Northway, M., Stone, EA, Schauer, JJ, Volkamer, RM, Fortner, E., de Foy, B., Wang, J., Laskin, A., Shutthanandan, V., Zheng, J., Zhang, R., Gaffney, J., Marley, NA, Paredes-Miranda, G., Arnott, WP, Molina, LT, Sosa, G., and Jimenez, JL: Аэрозоль в Мехико анализ во время MILAGRO с использованием масс-спектрометрии аэрозолей высокого разрешения на городском суперсите (T0) — Часть 1: Состав мелких частиц и распределение органических источников, Atmos.Chem. Phys., 9, 6633–6653, https://doi.org/10.5194/acp-9-6633-2009, 2009.

Альфарра М.Р .: Анализ атмосферных органических аэрозолей с помощью аэрозоля. масс-спектрометр, в: Департамент химического машиностроения, UMIST, Манчестер, Великобритания, 2004.

Алкидас, А.К .: Достижения в области сжигания бензиновых двигателей, Energy Convers. Manag., 48, 2751–2761, 2007.

Алькурди Ф., Карабет Ф., Димашки М .: Характеризация. концентрации и скорости выбросов полициклических ароматических углеводородов в Выбросы выхлопных газов от обслуживаемых автомобилей в Дамаске, Атмос.Res., 120–121, 68–77, 2013.

Алвес, К.А., Барбоса, К., Роча, С., Кальво, А., Нуньес, Т., Черкейра, М., Пио, К., Каранасиу, А., Кверол, X .: Элементы и полициклические ароматические соединения. углеводороды в частицах выхлопных газов легковых автомобилей, Environ. Sci. Загрязнение. Res., 22, 11526–11542, 2015.

Andersson, J., May, J., Favre, C., Bosteels, D., de Vries, S., Heaney, M., Кинан, М., и Мэнселл, Дж .: Динамометрические оценки дорожных и ходовых выбросы от двух автомобилей с дизельным двигателем Euro 6, SAE Int.J. Fuels Lubr., 7, 919–934, https://doi.org/10.4271/2014-01-2826, 2014.

Андре, М .: Европейские ездовые циклы ARTEMIS для измерения автомобиля Выбросы загрязняющих веществ, Науки. Total Environ., 334–335, 73–84, 2004.

Аргиропулос, Г., Самара, К., Воца, Д., Курас, А., Маноли, Э., Волиотис, А., Цакис А., Часапидис Л., Констандопулос А. и Элефтериадис К.: Уровни концентрации и распределение источников сверхмелкозернистых частиц на дороге микросреды, Environ. Sci. Техн., 129, 68–78, 2016.

Арнольд, Ф., Пирйола, Л., Рёнкко, Т., Райхл, У., Шлагер, Х., Ляхде Т., Хейккил Дж. И Кескинен Дж .: Первые онлайн-измерения сернокислый газ в выхлопе современных тяжелых дизельных двигателей: последствия для образования наночастиц, Environ. Sci. Тех., 46, 11227–11234, 2012.

Bandowe, B.A.M. и Meusel, H .: нитрированные полициклические ароматические соединения. углеводороды (нитро-ПАУ) в окружающей среде — обзор, науч. Общий Environ., 581–582, 237–257, 2017.

Баринов, А., Мальчиоглу, О. Б., Фабрис, С., Сан, Т., Грегоратти, Л., Далмиглио, М., Кискинова, М .: Начальные стадии окисления на графитовых поверхности: исследование фотоэмиссии и расчеты теории функционала плотности, J. Phys. Chem. С, 113, 9009–9013, 2009.

Бароне, Т. Л., Стори, Дж. М. Э., Янгквист, А. Д., и Шибист, Дж. П .: An анализ морфологии сажи при прямом впрыске искрового зажигания (DISI), Атмосфер. Environ., 49, 268–274, 2012.

Бергманн М., Кирхнер У., Фогт Р. и Бентер Т.: Дорожные и лабораторные исследование низкоуровневых выбросов твердых частиц современного дизельного топлива оснащенный фильтром дизельный легковой автомобиль, Атмос. Environ., 43, 1908–1916, 2009.

Бикас, Г. и Зервас, Э .: Выбросы регулируемых и нерегулируемых загрязнителей во время регенерации дизельного сажевого фильтра Energ. Топливо, 21, 1543–1547, 2007.

Борбон, А., Гилман, Дж. Б., Кустер, В. К., Гранд, Н., Шевайе, С., Коломб, А., Долгорукий, К., Грос, В., Лопес, М., Сарда-Эстеве, Р., Холлоуэй, Дж., Штутц, Дж., Пететин, Х., Маккин, С., Бикманн, М., Варнеке, К., Пэрриш, Д. Д., и де Гау, Дж. А .: Коэффициенты выбросов антропогенных летучих органических веществ. соединения в северных мегаполисах средних широт: наблюдения и выбросы инвентаризации в Лос-Анджелесе и Париже, J. Geophys. Рес.-Атмос., 118, 2041–2057, 2013.

Брунс, Э.А., Эль-Хаддад, И., Келлер, А., Кляйн, Ф., Кумар, Н.К., Пибер, С.М., Корбин, Дж.К., Словик, Дж.Г., Брюн, WH, Балтенспергер, У. и Прево А.С.H .: Сопоставление лабораторных систем камер для смога и проточных реакторов по выходу и составу органических аэрозолей, Атмос. Измер. Tech., 8, 2315–2332, https://doi.org/10.5194/amt-8-2315-2015, 2015.

Кадраско, М., Сантамария, А., Агуледо, Дж. Р .: Химическая промышленность и наноструктурные характеристики твердых частиц, производимых возобновляемое дизельное топливо в автомобильном дизельном двигателе, Сжигание. Пламя, 203, г. 130–142, 2019.

Канагаратна, М. Р., Джейн, Дж. Т., Гертнер, Д. А., Херндон, С., Ши, К., Хименес, Дж. Л., Сильва, П. Дж., Уильямс, П., Ланни, Т., Древник, Ф., Демерджян, К. Л., Колб, К. Э., и Уорсноп, Д. Р.: Chase Studies of Выбросы твердых частиц от эксплуатируемых транспортных средств Нью-Йорка, Aerosol Sci. Technol., 38, 555–573, 2004.

Касси, Ф. Р., Херу, М. Э., Герлофс-Нейланд, М. Э. и Келли, Ф. Дж .: Твердые частицы сверх массы: недавние данные о состоянии здоровья о роли фракции, химические составляющие и источники выбросов, Inhal. Toxicol., 25, 802–812, 2013.

Чан, Т.W., Meloche, E., Kubsh, J., Brezny, R .: Выбросы черного углерода в выхлопе бензина и альтернативный вариант с бензиновыми твердыми частицами фильтр, Environ. Sci. Technol., 48, 6027–6034, 2014.

Чен, Л., Лян, З., Чжан, X., и Шуай, С.: Характеристика твердых частиц выбросы веществ от автомобилей GDI и PFI при переходном и холодном пуске условия, Топливо, 189, 131–140, 2017.

Чен Р., Ху. Б., Лю, Ю., Сюй, Дж. Х., Ян, Г. С., Сюй, Д. Д., и Чен, К. Я .: За пределами PM _2.5: Роль ультрамелких частиц на здоровье последствия загрязнения воздуха, Биохим. Биофиз. Acta., 1860, 2844–2855, 2016.

Cheung, K., Ntziachristos, L., Tzamkiozis, T., Schauer, J., Samaras, Z., Мур, К., Сиутас, К.: Выбросы твердых частиц, микроэлементов, металлов и органические частицы из бензиновых, дизельных и биодизельных легковых автомобилей и их связь с окислительным потенциалом, Aerosol Sci. Технол., 44, 500–513, 2010.

Чихи, С., Бугедауи, М., Кербачи, Р. и Жумар, Р.: На борту измерение выбросов сжиженного нефтяного газа, бензина и дизельного топлива моторные легковые автомобили в Алжире, J. Environ. Наук, 26, 1651–1659, 2014.

Кирико Р., Прево А. С. Х., ДеКарло П. Ф., Геринга М. Ф., Рихтер Р., Вайнгартнер Э. и Балтенспергер У .: Аэрозоль и следовые газы. Коэффициенты выбросов транспортных средств, измеренные в туннеле с использованием аэрозольной массы Спектрометр и другое онлайн-оборудование, Atmos. Окружающая среда, 45, 2182–2192, 2011.

Клеротт, М., Адам, Т. В., Зардини, А. А., Манфреди, У., Мартини, Г., Krasenbrink, A., Vicet, A., Tournié, E., and Astorga, C.: Эффекты низкого температура при холодном пуске газообразные выбросы легковых автомобилей работает на бензине, смешанном с этанолом, Appl. Энергетика, 102, 44–54, 2013.

Кольер, С., Чжоу, С., Куваяма, Т., Форестьери, С., Брэди, Дж., Чжан, М., Климан, М., Каппа, К., Бертрам, Т., и Чжан, К .: Выбросы органических ТЧ от транспортных средств: состав, соотношение O / C и зависимость от концентрации PM, Aerosol Sci.Technol., 49, 86–97, 2015.

Даллманн Т. Р. и Харли Р. А. Оценка выбросов от мобильных источников. тенденции в США, J. Geophys. Res., 115, D14305, https://doi.org/10.1029/2010JD013862, 2010.

Dallmann, TR, Onasch, TB, Kirchstetter, TW, Worton, DR, Fortner, EC, Herndon, SC, Wood, EC , Франклин, Дж. П., Уорсноп, Д. Р., Гольдштейн, А. Х. и Харли, Р. А.: Определение характеристик выбросов твердых частиц от бензиновых и дизельных транспортных средств на дорогах с использованием масс-спектрометра аэрозольных частиц сажи, Atmos.Chem. Phys., 14, 7585–7599, https://doi.org/10.5194/acp-14-7585-2014, 2014.

де Абрантес, Р., Ассунсао, Дж. В. и Пескеро, К. Р.: Эмиссия полициклические ароматические углеводороды из выхлопных газов малотоннажных дизельных автомобилей, Атмос. Environ., 38, 1631–1640, 2004.

ДеКарло, П.Ф., Киммел, Дж. Р., Тримборн, А., Нортвей, М. Дж., Джейн, Дж. Т., Эйкен, А.С., Гонин, М., Фюрер, К., Хорват, Т., Дочерти, К., Уорсноп, Д. Р., Хименес, Дж. Л .: Возможность развертывания в полевых условиях, высокое разрешение, время пролета. аэрозольный масс-спектрометр, Anal.Chem., 78, 8281–8289, 2006.

де Соуза К. В. и Корреа С. М .: Полициклические ароматические углеводороды в выбросы дизельного топлива, дизельное топливо и смазочное масло, Топливо, 185, 925–931, 2016.

ди Раттальма, М. Ф. и Перотти, Г.: Дизельгейт: правовая перспектива, Спрингер, Чам, https://doi.org/10.1007/978-3-319-48323-8, 179–218, 2017.

Древник, Ф., Хингс, С. С., ДеКарло, П. Ф., Джейн, Дж. Т., Гонин, М., фюрер, К., Веймер, С., Хименес, Дж. Л., Демерджян, К. Л., Боррманн, С., и Уорсноп, Д.Р .: Новый времяпролетный масс-спектрометр аэрозолей (ToF-AMS) — прибор. описание и первое полевое развертывание, Aerosol Sci. Technol., 39, 637–658, 2005.

Du, Z., Hu, M., Peng, J., Zhang, W., Zheng, J., Gu, F., Qin, Y., Yang, Y., Li, M., Wu , Ю., Шао, М., и Шуай, С.: Сравнение выбросов первичных аэрозолей и образования вторичных аэрозолей от автомобилей с прямым впрыском бензина и транспортных средств с впрыском топлива, Atmos. Chem. Phys., 18, 9011–9023, https://doi.org/10.5194/acp-18-9011-2018, 2018.

Дюран, Дж. Л., Басби, В. Ф., Лафлер, А. Л., Пенман, Б. В., и Креспи, C.L .: Мутагенность клеток человека оксигенированных, нитрированных и незамещенных. полициклические ароматические углеводороды, связанные с городскими аэрозолями, Mutat. Res.-Genet. Tox., 371, 123–157, 1996.

Дзепина, К., Арей, Дж., Марр, Л. К., Уорсноп, Д. Р., Сальседо, Д., Чжан, К., Онаш, Т. Б., Молина, Л. Т., Молина, М. Дж., И Хименес, Дж. Л .: Обнаружение полициклических ароматических углеводородов в фазе частиц в Мехико с использованием аэрозольный масс-спектрометр, Int.J. Mass Spectrom., 263, 152–170, 2007.

Эль-Хаддад, И.: Первичные и вторичные фракции органического аэрозоля: методологии и применение в средиземноморской городской среде, Марсель, докторская диссертация, Университет Экс-Марсель, Марсель, Франция, 2011.

Эль-Хаддад, И., Маршан, N., Wortham, H., Piot, C., Besombes, J.-L., Cozic, J., Chauvel, C., Armengaud, A., Robin, D., and Jaffrezo, J.-L .: Первичные источники органических аэрозолей PM _2,5 в промышленном средиземноморском городе Марсель, Атмос.Chem. Phys., 11, 2039–2058, https://doi.org/10.5194/acp-11-2039-2011, 2011.

Эрикссон, А.С., Нордин, Э.З., Нистром, Р., Петтерссон, Э., Свитлицки, Э., Бергвалл К., Вестерхольм Р., Боман К. и Пагелс Дж. Х .: Твердые ПАУ выбросы от сжигания биомассы в жилых помещениях: анализ с временным разрешением аэрозольная масс-спектрометрия, Environ. Sci. Technol., 48, 7143–7150, 2014.

Эстрад-Шваркопф, Х .: Фотоэмиссия XPS в углеродистых материалах: A «Дефектный» пик рядом с графитовым асимметричным пиком, Углерод 42, 1713–1721, 2014 г.

Fu, H., Wang, Y., Li, X., and Shuai, S .: Влияние холодного пуска и бензинового RON на выбросы твердых частиц от транспортных средств с двигателями GDI и PFI, SAE Int. Pow. Fuels & Lubr., США, https://doi.org/10.4271/2014-01-2836, 2014.

Гаддам, К. К. и Вандер Вал, Р. Л.: Физические и химические характеристики. твердых частиц двигателя SIDI, Гребн. Пламя, 160, 2517-2528, 2013.

Гентнер, Д. Р., Джатар, С. Х., Гордон, Т. Д., Бахрейни, Р., Дэй, Д. А., Эль Хаддад, И., Хейс, П. Л., Пибер, С. М., Платт, С. М., де Гау, Дж., Гольдштейн, А. Х., Харли, Р. А., Хименес, Дж. Л., Прево, А. С., и Робинсон, А.Л .: Обзор образования вторичных органических аэрозолей в городах из Выбросы бензиновых и дизельных транспортных средств, Окружающая среда. Sci. Технол., 51, 1074–1093, 2017.

Гордон, Т. Д., Ткачик, Д. С., Престо, А. А., Чжан, М., Джатар, С., Нгуен, Н., Массетти, Дж., Чыонг, Т., Цицеро-Фернандес, П., Мэддокс, К., Ригер, П., Чаттопадхьяй, С., Мальдонадо, Х., Марик, М., М., и Робинсон, А. Л .: Выбросы первичной газовой и дисперсной фаз и вторичный органический аэрозоль производство бензиновых и дизельных двигателей повышенной проходимости, Environ. Sci. Technol., 47, 14137–14146, 2013.

Гришоп, А. П., Липски, Э. М., Пекни, Н. Дж., Такахама, С., и Робинсон, А.Л .: Коэффициенты выбросов мелких частиц от транспортных средств в автомобильном туннеле: Влияние состава флота и сезона, Атмос. Окружающая среда, 40, S287 – S298, 2006.

Хартикайнен, А., Тийтта, П., Ихалайнен, М., Юли-Пириля, П., Orasche, J., Czech, H., Kortelainen, M., Lamberg, H., Suhonen, H., Koponen, H., Hao, L., Zimmermann, R., Jokiniemi, J., Tissari, J. , и Сиппула, О.: Фотохимическое преобразование выбросов сжигания древесины в жилых помещениях: зависимость состава органического аэрозоля от воздействия ОН, Атмосфер. Chem. Phys., 20, 6357–6378, https://doi.org/10.5194/acp-20-6357-2020, 2020.

Heeb, N.V., Forss, J. A.-M., Brühlmann, S., Lüscher, R., Saxer, C. Дж. И Хаг, П .: Трехкомпонентное катализаторное образование аммиака — скорость — и коэффициенты выбросов, зависящие от ускорения, Атмос.Environ., 40, 5986–5997, 2006.

Херринг, К. Х., Файола, К. Л., Массоли, П., Суэпер, Д., Эриксон, М. Х., Макдональд, Дж. Д., Симпсон, К. Д., Йост, М. Г., Джобсон Б. Т. и ВанРекен, М. Т .: Новая методология количественного определения полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). с использованием масс-спектрометрии аэрозолей высокого разрешения, Aerosol Sci. Технол., 49, 1131–1148, 2015.

Хайм, Н. Дж., Маркс, Г. Б., и Коуи, К. Т .: Сравнение состояния здоровья последствия загрязнения атмосферного воздуха твердыми частицами от пяти выбросов источники, Int.J. Env. Res. Паб. Он., 15, E1206, https://doi.org/10.3390/ijerph25061206, 2018.

Хоффман, Дж., Стэленс, Дж., Корделл, Р., Строобанц, К., Зикова, Н., Хама, С. М. Л., Вич, К. П., Кос, Г. П. А., Ван дер Зи, С., Смоллбоун, К. Л., Вейерс, Э. П. Монкс, П. С. и Рукенс, Э .: Ультратонкие частицы в четырех Европейская городская среда: результаты нового непрерывного долгосрочного сеть мониторинга, Атмос. Environ., 136, 68–81, 2016.

Хуанг, Л., Бохак, С. В., Черняк, С. М., и Баттерман, С.A .: Состав и целостность ПАУ, нитро-ПАУ, гопанов и стеранов в твердых частицах выхлопных газов дизельных двигателей, Water Air Soil Pollut., 224, 1630, https://doi.org/10.1007/s11270-013-1630-1 , 2012.

Hudda, N., Fruin, S., Delfino, RJ, and Sioutas, C.: Эффективное определение коэффициентов выбросов транспортных средств по категориям использования топлива с использованием дорожных измерений: тенденции к снижению в грузовом коридоре Лос-Анджелеса I- 710, Атмос. Chem. Phys., 13, 347–357, https://doi.org/10.5194/acp-13-347-2013, 2013.

Хо, Х., Яо, З., Чжан, Ю., Шэнь, X., Чжан, К., и Хэ, К.: На борту измерения выбросов дизельных грузовиков в пяти городах Китая, Atmos. Environ., 54, 159–167, 2012.

Hyvärinen, A.-P., Vakkari, V., Laakso, L., Hooda, RK, Sharma, VP, Panwar, TS, Beukes, JP, van Zyl, PG, Josipovic, M., Garland, RM, Andreae, MO, Pöschl, U., and Petzold, A .: Исправление артефакта измерения многоуглового абсорбционного фотометра (MAAP) при высоких уровнях массовой концентрации черного углерода, Atmos .Измер. Tech., 6, 81–90, https://doi.org/10.5194/amt-6-81-2013, 2013.

МАИР: Международное агентство по изучению рака, Монографии по Оценка канцерогенного риска химических веществ для человека, Vol. 92, Некоторые Негетероциклические полициклические ароматические углеводороды и некоторые родственные Экспозиции, МАИР, Лион, Франция, 2010 г.

МАИР: Обзор канцерогенов для человека: некоторые химические вещества в промышленных и потребительских товарах, продуктах питания и питьевой воде, Монографии МАИР по оценке канцерогенных рисков для людей, Vol.101, МАИР, Лион, Франция, 2013.

МАИР: Выхлопы дизельных и бензиновых двигателей и некоторые нитроарены, Монографии МАИР по оценке канцерогенных рисков для человека, Vol. 105, Лион, Франция, 2014.

Исаакман, Г., Чан, А. В. Х., На, Т., Вортон, Д. Р., Рюл, К. Р., Уилсон, К. Р., и Голдштейн, А. Х .: Гетерогенное ОН-окисление частиц моторного масла вызывает селективное истощение разветвленных и менее циклических углеводородов, Environ. Sci. Technol., 46, 10632–10640, 2012.

Яворский, А., Кушевский, Х., Устшицкий, А., Балавендер, К., Лейда, К., и Вось, П .: Анализ повторяемости выбросов загрязняющих веществ в выхлопных газах. результаты исследований выбросов при холодном и горячем пуске при контролируемом вождении условия цикла, Environ. Sci. Загрязнение. Res., 25, 17862–17877, 2018.

Хименес, Дж. Л., Макманус, Дж. Б., Шортер, Дж. Х., Нельсон, Д. Д., Захнисер, М. С., Коплоу, М., МакРэй, Дж. Дж., И Колб К. Э .: Перекрестная дорога и мобильная настройка инфракрасные лазерные измерения выбросов закиси азота от автотранспортных средств, Chemos., Glob. Change Sci., 2, 397–412, 2000.

Kaltsonoudis, C., Kostenidou, E., Louvaris, E., Psichoudaki, M., Tsiligiannis, E., Florou, K., Liangou, A., and Пандис, С. Н.: Характеристика выбросов свежих и выдержанных органических аэрозолей при приготовлении мяса на углях, Атмос. Chem. Phys., 17, 7143–7155, https://doi.org/10.5194/acp-17-7143-2017, 2017.

Каравалакис, Г., Буцика В., Стурнас, С. и Бакеас, Э .: Профиль выбросов биодизеля в современных транспортных средствах с дизельным двигателем. Часть 2: Влияние происхождения биодизеля на выбросы карбонила, ПАУ, нитро-ПАУ и окси-ПАУ, Sci.Total Environ., 409, 738–747, 2011.

Карьялайнен, П., Пирйола, Л., Хейккиля, Дж., Ляхде, Т., Цамкиози, Т., Нциахристос, Л., Кескинен, Дж. И Рёнккё Т.: Частицы выхлопных газов. современных бензиновых автомобилей: лаборатория и дорожное исследование, Атмос. Environ., 97, 262–270, 2014.

Karjalainen, P., Timonen, H., Saukko, E., Kuuluvainen, H., Saarikoski, S., Aakko-Saksa, P., Murtonen, T., Блосс, М., Даль Мазо, М., Симонен, П., Альберг, Э., Свеннингссон, Б., Брюн, WH, Хилламо, Р., Кескинен, Дж., И Рёнккё, Т .: Характеристики выбросов первичных и вторичных частиц с временным разрешением от современного легкового автомобиля с бензиновым двигателем, Atmos. Chem. Phys., 16, 8559–8570, https://doi.org/10.5194/acp-16-8559-2016, 2016.

Кейт, И. Дж., Альбинет, А., и Харрисон Р. М .: Выбросы от дорожно-транспортных происшествий полициклические ароматические углеводороды и их окси- и нитропроизводные соединения, измеренные в дорожных туннелях, Sci. Total Environ., 566–567, 1131–1142, 2016.

Корхонен П., Кульмала М., Лааксонен А., Виисанен Ю., МакГроу Р. и Сайнфельд Дж. Х., Тройное зародышеобразование H ₂ SO ₄, NH ₃ и H ₂ O в атмосфера, J. Geophys. Res., 104, 26349–26353, 1999.

Костениду, Э., Ли, Б. Х., Энгельхарт, Г. Дж., Пирс, Дж. Р., и Пандис, С. N .: Деконволюция масс-спектров биогенных веществ с низкой, средней и высокой летучестью. вторичный органический аэрозоль, Environ. Sci. Technol., 43, 4884–4889, 2009.

Kostenidou, E., Флору, К., Кальтсонудис, К., Цифликиоту, М., Вратолис, С., Элефтериадис, К., и Пандис, С. Н .: Источники и химические характеристики органических аэрозолей летом в восточном Средиземноморье, Атмос. Chem. Phys., 15, 11355–11371, https://doi.org/10.5194/acp-15-11355-2015, 2015.

Kürten, A .: Образование новых частиц из серной кислоты и аммиака: на основе модели зародышеобразования и роста по термодинамике, полученной из измерений ОБЛАКА в широком диапазоне условий, Атмос. Chem.Phys., 19, 5033–5050, https://doi.org/10.5194/acp-19-5033-2019, 2019.

Ламма, Л .: Mise au point d’une méthode de mesure des siloxanes летучие метилики в биогазе и окружающей среде de leur impact sur les systèmes photocatalytiques, докторская диссертация, Univ. Lyon, France, 2017.

Lapuerta, M., Rodríguez-Fernández, J., and Санчес-Вальдепеньяс, Дж .: Анализ реакционной способности сажи и ее влияние на регенерацию дизельного фильтра, Прог. Энергия сгорания. Наук, 78, 100833, https: // doi.org / 10.1016 / j.pecs.2020.100833, 2020.

Лоуренс, С., Сохи, Р., Равиндра, К., Мао, Х., Прейн, Х. Д., и Булл, И. D .: Распределение по источникам выбросов твердых частиц от транспортных средств с использованием туннельные измерения, Атмос. Environ., 77, 548–557, 2013.

Lea-Langton, A., Li, H., and Andrews, G .: Сравнение твердых частиц ПАУ выбросы дизельного топлива, биодизеля и кулинарного масла при использовании дизельного топлива DI для тяжелых условий эксплуатации двигатель, SAE Int. Pow. Fuels & Lubr., США, https://doi.org/10.4271/2008-01-1811, 2008 г.

Лелиевельд, Дж., Клингмюллера, К., Поззер, А., Бернетт, Р. Т., Хейнс А., и Раманатан, В .: Влияние ископаемого топлива и общих антропогенных выбросов. удаление по общественному здоровью и климату, P. Natl. Акад. Sci. США, 116, 7192–7197, 2019.

Леви, Г., Сеннека, О., Кауса, М., Салатино, П., Лаковиг, П., и Лиззит, С .: Исследование химической природы поверхностных оксидов при окислении полукокса. по XPS высокого разрешения, Carbon, 90, 181–196, 2015.

Лян, Б., Ге, Ю., Тан, Дж., Хань, X., Гао, Л., Хао, Л., Е, В., и Дай, П .: Сравнение выбросов ТЧ от автомобиля с прямым впрыском бензина (GDI) и Транспортное средство с впрыском топлива (PFI), измеренное с помощью электрического сигнала низкого давления импактор (ELPI) с двумя видами топлива: бензин и метанол-бензин М15, J. Аэрозольные науки, 57, 22–31, 2013.

Лиати А., Шрайбер Д., Арройо Рохас Дасильва Ю. и Димопулос Eggenschwiler, P .: Выбросы ультратонких частиц от современного бензина и Дизельные автомобили: перспектива под электронным микроскопом, Environ.Загрязнение. 239, 661–669, 2018.

Луи, К., Лю, Ю., Тассель, П., Перре, П., Шомон, А. и Андре, М .: ПАУ, карбонильное соединение БТЭК, сажа, NO ₂ и сверхмелкозернистые частицы Выбросы динамометрического стенда для дизельного топлива и бензина Евро 4 и Евро 5 легковые автомобили, атмос. Environ., 141, 80–95, 2016.

Маевски В.А. и Хайр М.К .: Дизельные выбросы и их контроль, SAE. Technical Paper, SAE, Warrendale, PA, USA, 2006.

. Марик, М. М .: Химическая характеристика выбросов твердых частиц от дизельные двигатели: обзор, J.Аэрозольные науки, 38, 1079–1118, 2007.

Маркес Б., Костениду Э., Темим-Руссель Б., Ферронато К., Мартинес-Валиенте, А., Мишель, А., Лю, Ю., Вансевенант, Б., Файн Л., Ферронато К. и Д’Анна Б. Химическая характеристика свежих летучих веществ. Выбросы органических соединений от легковых автомобилей с дизельным и бензиновым двигателем EURO 5 на стадии подготовки, 2021 г.

Марр Л., Кирхштеттер Т., Харли Р., Мигель А., Геринг С. и Хаммонд, С .: Характеристика полициклических ароматических углеводородов в автомобилях. топливо и выбросы выхлопных газов, Environ.Sci. Technol., 33, 3091–3099, г. 1999.

Матис, У., Каеги, Р., Мор, М., и Зеноби, Р.: ТЕМ-анализ летучих наночастицы из дизельного топлива, оборудованного ловушкой для частиц, и с прямым впрыском Автомобили с искровым зажиганием, Атмос. Environ., 38, 4347–4355, 2004.

Маклафферти, Ф. В. и Туречек, Ф .: Интерпретация масс-спектров, University Science Books, Милл-Вэлли, Калифорния, США, 1993.

Миллс, Н. Л., Миллер, М. Р., Лаккинг, А. Дж., Беверидж, Дж., Флинт, Л., Боэр, А. Дж., Фоккенс П.Х., Бун, Н.А., Сандстрем, Т., Бломберг, А., Даффин, Р., Дональдсон, К., Хэдок, П. В. Ф., Касси, Ф. Р. и Ньюби, Д. Э .: Наночастицы, полученные в результате сжигания, вызывают неблагоприятные сосудистые эффекты вдыхание выхлопных газов дизельного двигателя, Eur. Heart J., 32, 2660–2671, 2011.

Мор, К., Хаффман, Дж. А., Кубисон, М. Дж., Эйкен, А. С., Дочерти, К. С., Киммел, Дж. Р., Ульбрих, И. М., Ханниган, М., и Хименес, Дж. Л .: Характеристика выбросов первичных органических аэрозолей при приготовлении мяса, сжигание мусора и автомобили с аэрозольной массой высокого разрешения спектрометрия и сравнение с окружающими и камерными наблюдениями, Environ.Sci. Technol., 43, 2443–2449, 2009.

Mohr, C., DeCarlo, PF, Heringa, MF, Chirico, R., Slowik, JG, Richter, R., Reche, C., Alastuey, A., Querol, X., Seco, R., Peñuelas, J., Jiménez, JL, Crippa, M., Zimmermann, R., Baltensperger, U., and Prévôt, ASH: Идентификация и количественное определение органических аэрозолей от приготовления пищи и других источников в Барселоне с использованием данных аэрозольного масс-спектрометра Atmos. Chem. Phys., 12, 1649–1665, https://doi.org/10.5194/acp-12-1649-2012, 2012.

Моравская, Л., Ристовски, З. Д., Джонсон, Г. Р., Джаяратне, Э. Р., и Менгерсен, К .: Новый метод измерения коэффициента выбросов на дорогах с использованием прицеп для улавливания шлейфа, Environ. Sci. Technol., 41, 574–579, 2007.

Муньос, М., Хааг, Р., Онеггер, П., Зейер, К., Мон, Дж., Конт, П., Czerwinski, J., Heeb, N.V .: Совместное образование и совместное высвобождение генотоксичных ПАУ, алкил-ПАУ и наночастицы сажи из автомобилей с прямым впрыском бензина, Атмос. Environ., 178, 242–254, 2018.

Мён, К.Л., Чой, К., Ким, Дж., Лим, Ю., Ли, Дж., И Парк, С .: Сравнительный изучение характеристик регулируемых и нерегулируемых токсичных выбросов от Легкий автомобиль с непосредственным впрыском зажигания, работающий на бензине и жидкая фаза LPG (сжиженный нефтяной газ), Energy, 44, 189–196, 2012.

Ni, M. и Ratner, B.D .: Дифференциация полиморфов карбоната кальция с помощью методы анализа поверхности — исследование XPS и TOF-SIMS, Surf. Интерфейс Анал., 40, 1356–1361, 2008.

Нциахристос, Л., Самарас, З., Зервас, Э., Дорлхейн, П .: Эффекты катализатор и фильтр твердых частиц на выбросах дизельного двигателя легковой автомобиль, работающий на малосернистом топливе, Атмос. Окружающая среда, 39, 4925–4936, 2005.

Ортега И. К., Куртен Т., Вехкамаки Х. и Кулмала М.: Роль аммиака в нуклеации, индуцированной ионами серной кислоты, Atmos. Chem. Phys., 8, 2859–2867, https://doi.org/10.5194/acp-8-2859-2008, 2008.

Peitzmeier, C., Loschke, C., Wiedenhaus, H., and Klemm, O .: Реальный мир выбросы от транспортных средств, измеренные с помощью анализа выхлопных газов на месте, Environ.Sci. Загрязнение. Res., 24, 23279–23289, https://doi.org/10.1007/s11356-017-9941-1, 2017.

Пибер, С.М., Кумар, Н.К., Кляйн, Ф., Конт, П., Бхатту , D., Dommen, J., Bruns, EA, Kılıç, D., El Haddad, I., Keller, A., Czerwinski, J., Heeb, N., Baltensperger, U., Slowik, JG, and Prévôt , ASH: Газофазный состав и образование вторичного органического аэрозоля из стандартных бензиновых автомобилей с прямым впрыском и модернизированных фильтров твердых частиц исследованы в реакторе периодического действия и проточном реакторе, Atmos. Chem.Phys., 18, 9929–9954, https://doi.org/10.5194/acp-18-9929-2018, 2018.

Пикридас, М., Рийпинен, И., Хильдебрандт, Л., Костениду, Э. , Маннинен, Х., Михалопулос Н., Каливитис Н., Буркхарт Дж. Ф., Штоль А., Кульмала М. и Пандис С. Н .: Образование новых частиц на удаленном участке в восточном Средиземноморье, J. Geophys. Res., 117, D12205, https://doi.org/10.1029/2012JD017570, 2012.

Platt, S. M., El Haddad, I., Zardini, A. A., Clairotte, M., Astorga, C., Wolf, R., Slowik, J.G., Temime-Roussel, B., Marchand, N., Ježek, I., Drinovec, L., Močnik, G., Möhler, O., Richter, R., Barmet, P., Bianchi, F., Baltensperger, U., and Prévôt, ASH: Образование вторичного органического аэрозоля из выбросов бензиновых автомобилей в новой мобильной реакционной камере для окружающей среды, Atmos. Chem. Phys., 13, 9141–9158, https://doi.org/10.5194/acp-13-9141-2013, 2013.

Platt, SM, El Haddad, I., Pieber, SM, Huang, R.- Дж. Зардини, А.А., Clairotte, M., Suarez-Bertoa, R., Barmet, P., Pfaffenberger, L., Вольф, Р., Словик, Дж. Г., Фуллер, С. Дж., Калберер, М., Кирико, Р., Доммен, Дж., Асторга, К., Циммерманн, Р., Маршан, Н., Хеллебуст, С., Темим-Руссель, Б., Baltensperger, U., и Prévôt, A.SH .: Двухтактные скутеры — это доминирующий источник загрязнения воздуха во многих городах, нац. Commun., Https://doi.org/10.1038/ncomms4749, 2014.

Платт, С. М., Эль Хаддад, И., Пибер, С. М., Зардини, А. А., Суарес-Бертоа, Р., Клеротт, М., Даелленбах, К. Р., Хуанг, Р.-Дж., Словик, Дж. Г., Хеллебуст, С., Temime-Roussel, B., Marchand, N., de Gouw, J., Jimenez, JL, Hayes, PL, Robinson, AL, Baltensperger, U., Astorga, C., and Prévôt, ASH: Бензиновые автомобили производят больше углеродистых твердых частиц, чем у современных дизельных автомобилей с фильтром, Sci. Rep.-UK, 7, 1–9, 2017.

Равиндра К., Сохи Р. и Ван Грикен Р.: Атмосферный полициклический ароматические углеводороды: указание источника, коэффициенты выбросов и нормативы, Атмос. Environ., 42, 2895–2921, 2008.

Р’Мили, Б., Ле Бихан, О. Л., Дютуке, К., Агер-Шарриоль, О., и Frejafon, E .: Отбор проб частиц с помощью фильтрации сетки ТЕМ, Aerosol Sci. Technol., 47, 767–775, 2013.

Р’Мили, Б., Бореав, А., Мем, А., Верну, П., Леблан, М., Ноэль, Л., Ро, С. и Д’Анна, Б.: Физико-химическая характеристика тонких и сверхмелкозернистые частицы, выделяемые при включении сажевого фильтра регенерация дизельных автомобилей Евро-5, Environ. Sci. Тех., 52, 3312–3319, 2018.

Рёнкко, Т., Пирьола, Л., Нтзиахристос, Л., Хейккиля, Дж., Карьялайнен П., Хилламо Р. и Кескинен Дж.: Производство автомобильных двигателей Выхлопные наночастицы, даже если они не заправлены топливом, Environ. Sci. Тех., 48, 2043–2050, 2014.

Ропкинс, К., ДеФрис, Т. Х., Поуп, Ф., Грин, Д. К., Кемпер, Дж., Кишан, С., Фуллер, Г. В., Ли, Х., Сайдботтом, Дж., Крилли, Л. Р., Крамер, Л., Блосс, В. Дж. И Хагер Дж. С .: Оценка дистанционного зондирования выбросов от транспортных средств EDAR технологии, Науки. Total Environ., 609, 1464–1474, 2017.

Салиба, Г., Салех, Р., Чжао, Ю., Престо, А.А., Ламбе, А.Т., Фродин, Б., Сардар С., Мальдонадо Х., Мэддокс К., Мэй А. А., Дрозд Г. Т., Гольдштейн, А. Х., Рассел, Л. М., Хаген, Ф., и Робинсон, А. Л .: Сравнение автомобиль с прямым впрыском бензина (GDI) и левым впрыском топлива (PFI) выбросы: стандарты сертификации выбросов, холодный запуск, вторичные органические потенциал образования аэрозолей и потенциальное воздействие на климат, Environ. Sci. Tech., 51, 6542–6552, 2017.

Самбурова В., Зелинска Б., Хлыстов А.: До 16 полициклических ароматических веществ. углеводороды представляют собой токсичность ПАУ для воздуха ?, Toxics, 5, 17, https://doi.org/10.3390/toxics5030017, 2017.

Шустер, М. Э., Хэвекер, М., Арриго, Р., Блюм, Р., Кнауэр, М., Ивлева, Н. П., Су, Д. С., Нисснер, Р., Шлёгль, Р.: Поверхность. чувствительное исследование для определения реакционной способности сажи с акцентом на Европейские стандарты выбросов IV и VI, J. Phys. Chem. А, 115, 2568–258, 2011.

Шорт, Д. З., Ву, Д., Дурбин, Т. Д., Каравалакис, Г., и Аса-Авуку, А.: Компоненты выбросов твердых частиц от легковых автомобилей с искровым зажиганием с различным содержанием ароматических веществ и октановым числом в бензине, Environ. Sci. Technol., 49, 10682–10691, 2015.

Словик, Дж. Г., Стейнкен, К., Давидовиц, П., Уильямс, Л. Р., Джейн, Дж. Т., Колб К. Э., Уорсноп Д. Р., Рудич Ю., ДеКарло П. Ф. и Хименес Дж. Л .: Морфология и характеристика плотности частиц за счет комбинированной подвижности и измерения аэродинамического диаметра. Часть 2: приложение к аэрозоли сажи, образующиеся при сгорании, в зависимости от соотношения топливного эквивалента, Aerosol Sci.Technol., 38, 1206–1222, 2004.

Смит Р., Кингстон П., Уэйнрайт Д. Х. и Тукер Р. проверить программное обеспечение для прогнозирования выбросов от автотранспортных средств в Австралии, Atmos. Environ., 151, 188–199, 2017.

Сонг, Дж., Ван, Дж., И Беман, А. Л .: Роль топливного катализатора в поведение дизельного топлива в отношении окисления, сгорание. Пламя, 146, 73–84, 2006.

Суарес-Бертоа Р., Зардини А.А. и Асторга К.: Выхлоп аммиака. выбросы от автомобилей с искровым зажиганием в течение Нового европейского ездового цикла, Атмос.Environ., 97, 43–53, 2014.

Тимко, М. Т., Ю, З. Х., Кролл, Дж., Джейн, Дж. Т., Уорсноп, Д. Р., Миак-Лай, Р. К., Онаш, Т. Б., Лисцински, Д., Кирхштеттер, Т. В., Дестайлац, Х., Холдер, А. Л., Смит, Дж. Д., и Уилсон, К. Р.: Образцы артефактов из Проводящие силиконовые трубки, Aerosol Sci. Technol., 43, 855–865, 2009.

Тимко, М. Т., Альбо, С. Е., Онаш, Т. Б., Фортнер, Э. К., Ю, З., Миаке-Лай, Р. К., Канагаратна, М. Р., Нг, Н. Л. и Уорсноп, Д. Р.: Состав и источники выбросов органических частиц от авиационных двигателей, Аэрозоль Sci.Technol., 48, 61–73, 2014.

Тобиас, Х., Бевинг, Д. Э. и Циманн, П. Дж .: Химический анализ наночастиц дизельного двигателя с использованием масс-спектрометра с термодесорбцией частиц нано-DMA, Environ. Sci. Technol., 35, 2233–2243, 2001.

Тутуяну, М., Боннель, П., Чуффо, Б., Ханиу, Т., Итикава, Н., Маротта, А., Павлович Дж. И Стивен Х .: Развитие всемирного гармонизированного света рабочий цикл тестирования (WLTC) и возможные пути его внедрения в Европейское законодательство, Трансп.Res. Часть D, 40, 61–75, 2015.

Тайлер, К. Р., Жиховски, К. Э., Санчес, Б. Н., Риверо, В., Лукас, С., Герберт, Г., Лю, Дж., Иршад, Х., Макдональд, Дж. Д., Блеске, Б. Э. и Кампен, М. Дж .: Зависимость взаимодействия газа от площади поверхности. влияет на легочные и нейровоспалительные исходы, Part Fiber Toxicol., 13, 64, https://doi.org/10.1186/s12989-016-0177-x, 2016.

Цамкиози Т., Нциахристос Л. и Самарас З .: Дизельный легковой автомобиль PM Выбросы: от Euro 1 до Euro 4 с сажевым фильтром, Atmos.Environ., 44, 909–916, 2010.

Вуйсис, Э., Нциахристос, Л., Пистикопулос, П., Самарас, З., Хрисику, Л., Самара, К., Пападимитриу, К., Самарас, П., и Сакелларопулос, Г.: An исследование физических, химических и экотоксикологических характеристик твердых частиц, выбрасываемых легковыми автомобилями, Environ. Загрязнение., 157, 2320–2327, 2009.

Wang, T., Jerrett, M., Sinsheimer, P., and Zhu, Y .: Оценка PM _2,5 — увеличение смертности в Калифорнии из-за Volkswagen устройство контроля выбросов, Атмос.Environ., 144, 168–174, 2016.

Вайленманн, М., Фавез, Ж.-Й., и Альварес, Р.: Выбросы при холодном запуске современные легковые автомобили при различных низких температурах окружающей среды и их эволюция по категориям транспортного законодательства, Atmos. Окружающая среда, 43, 2419–2429, 2009.

Сюй, З., Ли, X., Гуань, К., и Хуанг, З .: Влияние времени впрыска на размер частиц и наноструктура выхлопных газов на дизельном двигателе при различных нагрузки, J. Aerosol Sci., 76, 28–38, 2014.

Ян Д., Фан Т., Чжоу, Х., Дин, Дж., И Чжан, Д .: Биогенная иерархическая TiO ₂ / SiO ₂ Получено из рисовой шелухи с улучшенными фотокаталитическими свойствами для Деградация красителя, Plos One, 6, e24788, https://doi.org/10.1111/php.12873, 2011.

Янг, Дж., Рот, П., Дурбин, Т. Д., Джонсон, К. К., Кокер, Д. Р., Аса-Авуку, А., Брезный, Р., Геллер, М., Каравалакис, Г.: Твердые частицы бензина. фильтры как эффективный инструмент для удаления твердых частиц и полициклических ароматических Выбросы углеводородов от автомобилей с прямым впрыском бензина (GDI): Случай учиться на двух автомобилях GDI, Environ.Sci. Technol., 52, 3275–3284, 2018.

Е, П., Сан, К., Лапуэрта, М., Агуледо, Дж., Вандер Вал, Р., Беман, А. Л., Тупс, Т. Дж., И Доу, С.: Влияние давления в рампе и биодизельного топлива на морфология частиц и наноструктуры сажи от Common Rail дизельный двигатель с непосредственным впрыском с турбонаддувом, внутр. J. Engine Res., 17, 193–208, 2014.

Чжу, Р., Ху, Дж., Бао, X., Хе, Л., Лай, Ю., Цзу, Л., Ли, Ю. и Су, С.: Выбросы из выхлопной трубы при непосредственном впрыске бензина (GDI) и топлива по портам автомобили с впрыском (PFI) как при низких, так и при высоких температурах окружающей среды, Environ.Pollut., 216, 223–234, 2016.

Зелинска, Б., Сейджебил, Дж., Макдональд, Дж. Д., Уитни, К., и Лоусон, Д. R .: Уровни выбросов и сравнительный химический состав от выбранных в использовании дизельные и бензиновые автомобили, JAPCA J. Air Waste Ma., 54, 1138–1150, 2004.

Циммерман Н., Ван Дж. М., Джонг К. Х., Уоллес Дж. С. и Эванс Дж. Дж .: Оценка климатических компромиссов бензиновых двигателей с прямым впрыском, Environ. Sci. Технол., 50, 8385–8392, 2016.

Бензин

Какое октановое число?

Требования к октановому числу топлива для бензиновых двигателей зависят от степень сжатия двигателя.Степень сжатия двигателя составляет относительный объем цилиндра от самого нижнего положения хода поршня до самого верхнего положения поршня Инсульт. Чем выше степень сжатия двигателя, тем больше количество тепла, выделяемого в цилиндре во время сжатия Инсульт.

Если октановое число топлива слишком низкое для данной степени сжатия, топливо преждевременно и самопроизвольно воспламеняется слишком рано и заправка топлива ВЗРЫВАЕТСЯ, а не ГОРЯЕТ, что приводит к неполному горение.Чистый эффект — потеря мощности, возможно, двигатель повреждение и слышимый «стук» или «пинг», называется детонацией.

Октановое число бензина является мерой его устойчивость к ударам. Октановое число определяется путем сравнения характеристики бензина к изооктану (2,2,4-триметилпентан) и гептан. Изооктану присвоено октановое число 100.Это представляет собой сильно разветвленное соединение, которое горит плавно, с небольшими стучать. С другой стороны, гептан, прямая цепь, неразветвленная. молекуле присваивается нулевое октановое число из-за ее плохой детонационные свойства.

Бензин прямогонный (непосредственно с НПЗ). столбец) имеет октановое число около 70. Другими словами, прямогонный бензин имеет такие же детонационные свойства, что и смесь 70% изооктан и 30% гептан.Многие из этих соединений прямые цепные алканы. Крекинг, изомеризация и другие процессы рафинирования может использоваться для повышения октанового числа бензина примерно до 90. Могут быть добавлены антидетонационные агенты для дальнейшего повышения октанового числа. рейтинг.

Обзор окисления суррогатов бензина и его компонентов

Был достигнут значительный прогресс в области разработки заменителей топлива для имитации окислительных свойств бензиновых топлив.Настоящая статья направлена на обзор соответствующих компонентов углеводородных групп, используемых для составления суррогатов бензина, обзор конкретных суррогатов бензина, описанных в литературе, с описанием их полезности и недостатков, а также определение будущих потребностей в исследованиях в области суррогатов бензина и кинетической модели.

1. Введение

Суррогатные виды топлива, состоящие из небольшого числа компонентов, созданы для моделирования сложных реальных видов топлива. Дизайн суррогатных смесей обычно сосредоточен на имитации определенного свойства целевого топлива, такого как испарение, например.ж., [1–4], термодинамические свойства, например, [5–9], или характеристики горения, например, [10–13]. Некоторые продвинутые суррогаты были также предложены для имитации большинства свойств топлива одновременно, например, [14–20].

Бензин является основным транспортным топливом в Соединенных Штатах и включает н-алканы, изоалканы, нафтены, олефины, ароматические углеводороды и кислородсодержащие группы с различным распределением в зависимости от сезона, рынка, источника сырой нефти и процессов нефтепереработки. Пример химического состава бензина можно увидеть в таблице 1.Бензин в США и Европе может содержать до 16% и 9% нафтенов по объему, соответственно, которые могут быть преобразованы в ароматические углеводороды в процессе нефтепереработки [21, 22]. Хорошей практикой является включение компонента из основной углеводородной группы в суррогаты топливной смеси для имитации задержки воспламенения, скорости ламинарного пламени и спецификации топлива. Однако создание прогнозных кинетических механизмов для каждого отдельного суррогатного компонента или углеводородной группы при сохранении подходящего размера механизма для приложений вычислительной гидродинамики (CFD) является сложной задачей.Физические свойства нескольких компонентов, относящихся к бензиновому топливу и его заменителям, представлены в таблице 2.


C #	n-alkane2 -алкан	олефин	нафтен	ароматический	не классифицируется	всего на углерод

C ₃	0.112	0,000	0,000	0,000	0,000	0,000	0,112
C ₄	2.201	0,306			0,009	0,0002
C ₅	1.023	4.332	1.527	12.253	0.000	0.000	19.135
C ₆	0.697	9,873	2,380	0,830	0,588	0,000	14,368
C ₇	4,361	13,183			0,542 0,542	13,183		0,542		0,542
C ₈	0,634	11,320	0,270	0,828	7,381	0,000	20,432
C ₉	0.248	2,427	0,006	0,224	4,738	0,185	7,826
C ₁₀	0,085	0,682		0,085	0,682	0,000	0,682	0,000	0,000
C ₁₁	0,061	0,092	0,000	0,000	0,773	0,168	1,095
C ₁₂₊	0.066	0,042	0,000	0,000	0,078	0,569	0,756
Всего	9,487	42,257	4,71233			4,712 33	159

90 121


	Название группы	Темп.(° C)	Плотность (кг / м ³)	RON / MON

н-бутан	н-алкан	0	2,8
н-гептан	н-алкан	100	684	0/0
изооктан	изоалкан	99	690		100/100 2 метилбутан (iC ₅ H ₁₂)	изоалкан	28	616	110/97
2-метилпентан (iC ₆ H ₁₄)	изо-алкан	61	650	92/90
2-метилгексан	изоалкан	90	670	42/46
толуол 12	/ 103
этанол	оксигенат	78	789	108/90
1-пентен	олефин	30	641	90.9 / 77,1
транс-2-пентен	олефин	30	649	94/80
транс-2-гексен	олефин	66122

В этом обзоре и исследовательской работе рассмотрены и смоделированы углеводородные группы и компоненты, относящиеся к бензиновому топливу и одиннадцати суррогатным смесям, описанным в литературе.Прогнозы моделирования для испарения и самовоспламенения, сделанные в рамках этой работы, сравниваются с измеренными данными по бензину при имеющихся в литературе условиях. Основная цель статьи — изучить усовершенствованные заменители бензина, относящиеся к двигателям с воспламенением от однородного заряда от сжатия (HCCI). Поэтому в данной работе будет рассматриваться только самовоспламенение. Эксперименты и химико-кинетические модели для углеводородных групп и чистых компонентов, относящихся к бензиновому топливу, изучаются и обсуждаются в следующем разделе.

2. Химические кинетические модели и свойства углеводородных групп бензина

В этом разделе представлены шесть основных углеводородных групп бензина (н-алкан, изоалкан, олефин, циклоалкан, ароматические соединения и кислородсодержащие группы) и соответствующие компоненты бензинового топлива. рассмотрено и обсуждено.

2.1. N-Alkane Group

Бензин представляет собой сложное топливо, состоящее из множества компонентов, включая различные углеводороды в диапазоне от C ₃ до C ₁₂₊, как показано в таблице 1.Одной из основных групп компонентов в бензине является н-алкан, который составляет примерно 9,5% топлива, как показано в таблице 1. Некоторые свойства алканов до C ₁₂ показаны в таблице 3 с н-бутаном. поддерживающий самую низкую температуру кипения -1 ° C и н-гептан, имеющий температуру кипения 98 ° C. На Рисунке 1 моделируются времена задержки воспламенения нескольких н-алканов и сравниваются с данными измерений для бензина. Из этой модели можно наблюдать некоторые общие тенденции, такие как уменьшение времени задержки воспламенения за счет увеличения длины углеродной цепи.Другое важное замечание состоит в том, что времена задержки воспламенения н-нонана, н-декана, н-ундекана и н-додекана практически идентичны, несмотря на увеличение длины углеродной цепи.

9018


	Плотность жидкости (кг / м ³)	Точка кипения (° C)	RON	Нижняя теплота сгорания (МДж / кг)

н-бутан	583	-1	94/89.1	45,84
н-пентан	626	36	62 / 63,2	45,34
н-гексан	654		н-гептан	683	98	0/0	44,56
н-октан	703	126	-10 / -10	44,86		151	-10 / -10	44.62
н-декан	730	174	-15 / -15	44,56
н-ундекан	740	196	-15 / -15	н-додекан	750	216	-20 / -20	44,23

По мере того, как производители более низкотемпературного режима сгорания, исследования в области более низкотемпературного режима сгорания двигателей увеличивались. добивались этого рабочего состояния для повышения эффективности использования топлива и снижения вредных выбросов, например.г., [35]. Известно, что N-алканы, особенно более крупные н-алканы, обладают реакционной способностью при низкотемпературном горении [36]. Поскольку н-алканы используются для имитации характеристик горения бензинового топлива; Например, [19], очень важно понять, будут ли суррогатные модели точно моделировать топливо во время низкотемпературного окисления. Длина цепи н-алкана оказывает огромное влияние на реактивность холодного пламени, и современные суррогатные модели бензина дают плохие результаты, когда дело доходит до моделирования окислительного поведения в этих областях, например.г., [35].
N-гептан исторически использовался как представитель группы н-алканов из-за его октанового числа и его концентрации в бензиновом топливе (4,3% по объему), как показано в таблице 1. Кинетическая модель н-гептана была разработаны, переоценены и подтверждены много раз, например, [13, 37–39].
Еще одним важным компонентом бензина является н-бутан, как показано в Таблице 1. Кинетика горения н-бутана была хорошо определена, и Симми [40] рассмотрел разработки и эксперименты с моделью н-бутана.Н-бутан имеет температуру кипения 23,7 ° C и может быть одной из основных причин низкой температуры кипения бензина.
Westbrook et al. [41] разработали подробную химическую кинетическую модель для описания пиролиза и окисления девяти н-алканов, от н-октана до н-гексадекана. Модель позволяет моделировать как низкотемпературную, так и высокотемпературную химию этих н-алканов и была тщательно проанализирована с использованием данных, полученных с ударных труб, проточных реакторов и реакторов со струйным перемешиванием.
В недавнем исследовании Cai et al.[42] оптимизировали правила скорости для н-алканов для дальнейшей оптимизации кинетической модели. Cai et al. [42] модель основана на модели, созданной Sarathy et al. [43] для окисления н-алканов от C ₈ до C ₁₆ и Bugler et al. [44] модель низкотемпературной кинетики. Химический механизм был автоматически создан с использованием байесовского подхода для модели н-алкана и сравнивался с экспериментальными данными. Модель показала улучшенные результаты для множества алканов по сравнению с предыдущими моделями.
2.2. Изоалкановая группа
Изоалканы являются крупнейшими из основных углеводородных групп, обнаруженных в бензине, как показано в таблице 1. 42,3% по объему бензина исследовательского качества RD387 состоит из изоалкановых компонентов, как показано в таблице 1. Исторически сложилось так, что 2,2,4-триметилпентан (также известный как изооктан) использовался в качестве заменителя изоалкановой группы, поскольку суррогатная смесь 2,2,4-триметилпентана и н-гептана имитирует горение бензина для хорошая степень точности.Оба вида топлива могут производиться в значительных количествах и иметь очень похожую плотность, соотношение водорода и углерода (H / C) и более низкую теплотворную способность. Бензин содержит около 11% изооктана, как показано в таблице 1. Октан имеет 18 изомеров, и только 2,2,4-триметилпентан и н-октан были тщательно изучены, а подробный механизм и подтверждение для н-октана можно найти в [43, 45] и изооктан в [25, 46, 47]. Согласно обзору Simmie [40], н-октановая модель Glaude et al. [45] и другие доступные модели потребовали улучшения вторичных реакций алкенов, которые являются основными первичными продуктами при окислении н-октана.Atef et al. [48] недавно создали новую кинетическую модель для 2,2,4-триметилпентана с улучшенными скоростями реакции, значениями групп и правилами скорости. Кроме того, был добавлен альтернативный путь изомеризации пероксиалкилгидропероксида и другие реакции присоединения O ₂. Эти дополнительные реакции улучшили прогнозы для реакций при более низких соотношениях эквивалентности, около 0,25. Кроме того, обновленная модель подчеркнула необходимость дополнительных путей реакции при более низких температурах, поскольку 3-й путь реакции O ₂ показал значительные изменения в отношении горения при более низкой температуре.
Изомеры компонентов C ₇ в изоалкановой группе имеют более высокую объемную долю, чем изомеры компонентов C ₈, как показано в таблице 1. C ₇ имеет 9 изомеров, включая н-гептан, как показано на Таблица 4 и Рисунок 2. Изомеры C ₇ практически не изучены. Westbrook et al. [24] разработали подробный высокотемпературный механизм для всех девяти изомеров гептана, но из-за отсутствия экспериментальных данных был подтвержден только н-гептан. Westbrook et al. [49] позже улучшили механизм, добавив новую реакционную группу к предыдущему механизму, в котором гидропероксиалкильные радикалы, возникшие в результате отрыва атома H от третичного центра в исходной молекуле гептана, приписываются новым последовательностям реакций с участием дополнительных внутренних H атомные абстракции.Кроме того, все скорости реакций изомеризации гидропероксиалкилпероксирадикалов были снижены, так что они стали равными скоростям аналогичных изомеризаций алкилпероксирадикалов, чтобы улучшить соответствие между расчетным и имеющимся экспериментальным временем задержки воспламенения в машинах быстрого сжатия (RCM). Вычисленные результаты делятся на три основные группы, как показано на рисунке 2: наиболее реакционноспособные изомеры, включая н-гептан, 2-метилгексан и 3-метилгексан; наименее реакционноспособные изомеры, включая 2,2-диметилпентан, 3,3-диметилпентан, 2,3-диметилпентан, 2,4-диметилпентан и 2,2,3-триметилбутан; и оставшийся изомер с промежуточным уровнем реакционной способности, 3-этилпентан.Эти наблюдения приблизительно согласуются с октановым числом каждого изомера в таблице 4. Недавно 2-метилгексан был исследован Mohamed et al. [50]. Основное внимание в их исследовании уделялось обновлению термодинамических данных и кинетического механизма реакции для 2-метилгексана на основе недавно опубликованных значений термодинамических групп и правил скорости, полученных на основе квантовых расчетов и экспериментов.
₇ H ₁₆ 9013yl гексан₇
Химическое наименование Краткое наименование RON MON 9012 9012 Цетановый номер Цетановый номер 0 0 56
2-метилгексан 2C ₇ H ₁₆ 42 46 38
3C ₇ H ₁₆ 52 56 33
2,2-Диметилпентан 22C ₇ H ₁₆ 93 96 96 96 96
3,3-Диметилпентан 33C ₇ H ₁₆ 81 87 19
2,4-Дим тилпентан 24C ₇ H ₁₆ 83 84 18
2,3-диметилпентан 23C ₇ H ₁₆ 91 14
3-этилпентан 3C ₇ H ₁₆ 65 69 27
2,2,3-триметилбутан 223C ₇ 112 112 4

Изомеры гексана являются третьей основной группой в бензине после изомеров гептана и октана.Гексан имеет пять изомеров, как показано в таблице 5. Curran et al. [51] разработали кинетическую модель для всех изомеров гексана и использовали модель в программе 3D CFD для изучения самовоспламенения во время сгорания двигателя для разработки кинетической модели. Степень сжатия двигателя непрерывно увеличивалась для достижения критической степени сжатия, при которой возможно самовоспламенение изомера гексана, как показано в таблице 5. Самовоспламенение трех изомеров гексана изучается с использованием подробного механизма [25] в текущей работе как показано на рисунке 3.Разница между рассчитанными временами задержки воспламенения двух изомеров, 2-метилпентана и 2,2-диметилбутана, незначительна. Однако разница между критическими степенями сжатия двух изомеров составляет 3,4, что довольно большая разница. Это расхождение могло быть связано с недостатками детального механизма [25] для воспроизведения времен задержки воспламенения изомеров гексана.
гексан n4 / 5,7 9012 бут2 2,2 11,5 / 10,5
Экспериментальная / расчетная критическая степень сжатия RON
25
2-метилпентан 8,1 / 8,75 73
3-метилпентан 8,4 / 8,75 75
92
2,3-диметилбутан 19,0 / 14,5 104

Изомеры основных компонентов смеси углеводородов бензина, как показано в таблице 1.Три изомера пентана — это н-пентан, изопентан (2-метилбутан) и неопентан (2,2, диметилпропан). Ribaucour et al. [52] изучали изомеры пентана с помощью RCM, чтобы изучить влияние изменений молекулярной структуры топлива на характеристики самовоспламенения изомеров. Они исследовали самовоспламенение изомеров пентана при начальной температуре газа от 640 до 900 К и давлении предварительного сжатия от 300 до 400 торр. Изомеры пентана в большинстве случаев испытывали двухступенчатое самовоспламенение.При наивысшей достигнутой температуре сжатия наблюдается незначительное воспламенение на первой ступени или его полное отсутствие. Первая стадия следует низкотемпературному пути изомеризации алкилпероксирадикала, который эффективно гасится, когда температура достигает уровня, при котором реакции диссоциации алкилперокси- и гидропероксиалкилпероксирадикалов протекают быстрее, чем стадии обратного присоединения. Вторая стадия контролируется началом диссоциации перекиси водорода. Резюме Ribaucour et al. [52] RCM эксперименты показаны в таблице 6.Подробный механизм был также разработан на основе результатов и подтвержден данными RCM в [52]. Bugler et al. [44] измерили время задержки воспламенения смесей н-пентана, изопентана и неопентана в двух ударных трубках и в RCM. В этом исследовании представлены данные о времени задержки воспламенения для изомеров пентана при соотношениях эквивалентности 0,5, 1,0 и 2,0 в воздухе при давлениях 1, 10 и 20 атм в ударной трубе и 10 и 20 атм в RCM, а также данные при коэффициенте эквивалентности 1,0 в 99% -ном аргоне при давлениях около 1 и 10 атм в ударной трубе.Подробная химическая кинетическая модель также использовалась для моделирования экспериментальных времен задержки воспламенения, и они хорошо предсказаны для всех изомеров. Канг и др. [53] изучали характеристики самовоспламенения трех изомеров C ₅, н-пентана, 2-метилбутана (изопентана) и 2,2-диметилпропана (неопентана), используя двигатель CFR. Наблюдалось более сильное двухступенчатое тепловыделение для н-пентана по сравнению с неопентаном. Напротив, для изопентана наблюдалось одностадийное тепловыделение, что привело к самой слабой общей реакционной способности к окислению из трех изомеров.
85125 9125 торр) 9012
9012
Изопентан Неопентан
300 400 300 400 300 400
T (К) 700 690 670 665 670 665 665
Зона NTC Зона NTC Зона NTC
(K) 730 730 770 775 75125 820 820 880 860 850 845
Зона CF Зона CF Зона CF
(K) 700 700 685 665 670 670 670 755 755 880 890 840 845
Нонан имеет 35 изомеров (включая н-нонан), и они являются основными компонентами. алканов в бензиновой смеси в объемной доле 2.4%, как показано в таблице 1. Однако ни один из изомеров нонана, за исключением 2-метилоктана [43], на момент написания не изучался и не был разработан.
2.3. Olefin Group
Олефины, также известные как алкены, составляют большое количество транспортного топлива, такого как бензин, дизельное и авиационное топливо. Например, бензин на 15-20% состоит из олефинов по объему [54]. Кроме того, олефины были определены как решающий компонент при определении октановой чувствительности топлива, что является важной характеристикой двигателей с искровым зажиганием.Кроме того, окисление алкенов является важным субмеханизмом при горении высших алканов. Большинство олефинов в бензине представляют собой компоненты C ₅ и C ₆, как показано в таблице 1. Модели механизмов и эксперименты по задержке воспламенения некоторых компонентов C ₅ и C ₆ были изучены и обсуждены в [13 , 40, 54–56].
Пентен имеет шесть изомеров: 1-пентен (RON = 90,9 и MON = 77,1 [57]), цис-2-пентен (октановое число неизвестно), транс-2-пентен (RON = 94 и MON = 80 [57]) ), 2-метил-1-бутен (RON = 100.2 и MON = 81,9 [API]), 2-метил-2-бутен (RON = 97,3 и MON = 84,7 [58]) и 3-метил-1-бутен (октановое число неизвестно), как показано на рисунке 4. Mehl и другие. [56] изучили низкотемпературные механизмы разветвления алкенов и разработали кинетическую модель для изомеров н-гексена (1-гексен, транс-2-гексен и транс-3-гексен). В другом исследовании Mehl et al. [13] изучили два изомера пентена (1-пентен и транс-2-пентен) и три изомера гексена (1-гексен, транс-2-гексен и транс-3-гексен) с помощью ударной трубки и разработали кинетический модель для них.Время задержки воспламенения некоторых изомеров пентена и гексена показано на рисунке 5 с использованием модели Mehl et al. [13]. Westbrook et al. [54] изучили самовоспламенение 2-метил-2-бутена с помощью ударной трубы и реактора с струйным перемешиванием (JSR) и разработали соответствующую кинетическую модель. Эксперименты с ударной трубой проводились при трех различных давлениях (приблизительно 1,7 атм, 11,2 атм и 31 атм), при трех различных соотношениях эквивалентности (0,5, 1,0 и 2,0) и испытанных начальных температурах после удара между 1330K и 1730K.Эксперименты JSR проводились при давлении, близком к атмосферному (800 торр), стехиометрических смесях топливо / кислород с мольной долей 2-метил-2-бутена 0,01 и времени пребывания в реакторе 1,5 с. В этом эксперименте были измерены мольные доли 36 различных химических соединений в диапазоне температур от 600 К до 1150 К. Westbrook et al. [54] пришли к выводу, что при высоких температурах это олефиновое топливо быстро реагирует, как и родственные алкановые топлива, но выраженная термическая стабильность аллильных пентенильных разновидностей подавляет низкотемпературную реактивность; поэтому 2-метил-2-бутен не вызывает холодного пламени или поведения с отрицательным температурным коэффициентом (NTC), как показано на Рисунке 5.Отсутствие NTC-поведения связано с высокой октановой чувствительностью 2-метил-2-бутена, тогда как отсутствие низкотемпературной реакционной способности связано с низкой реакционной способностью малых форм аллильных радикалов при более низких температурах. Эта низкотемпературная стабильность является результатом неспособности радикалов образовывать алкенилпероксирадикалы, что может привести к поведению NTC. Как правило, было обнаружено, что низкотемпературное окисление компонентов является самым быстрым для н-алкана, за которым следуют 1-алкен, 2-алкен и затем 3-алкен (если он присутствует в таких компонентах, как 3-гексен), как показано на рисунке 5. и объяснил Леппард [59].Поведение NTC ухудшается по мере удаления двойной углерод-углеродной связи от конца углеродной цепи и почти исчезает для 3-гексена [54]. Транс-2-пентен и транс-3-гексен демонстрируют идентичные характеристики самовоспламенения, как показано на рисунке 5. Изомеры пентена и гексена имеют уникальное время задержки воспламенения при высоких температурах, по сравнению с ранее изученными компонентами, такими как н-алканы и изоалканы ( например, сравните рисунки 1 и 3 с рисунком 5). Westbrook et al. [54] нашли показатель давления -0.4 для 2-метил-2-пентена. Эти показатели давления меньше, чем показатели давления бензинового топлива (около -1,06), и делают эти изомеры хорошим выбором топливных присадок для ограничения детонации в бензиновых двигателях с искровым зажиганием с сильным форсированием. Minetti et al. [60] изучали задержку воспламенения и состав 1-пентана и 1-пентена с помощью RCM в диапазоне температур 600-900 К и давлениях от 7 до 8 бар. Они обнаружили некоторые сходства и существенные различия в поведении 1-пентана и 1-пентена. Сходство связано с тем, что 1-пентен является первичным продуктом окисления н-пентана и присутствием промежуточных нестабильных частиц (т.е.е., и OOH), принадлежащие обоим углеводородам. Основное различие связано с эффектом двойной связи углерод-углерод в 1-пентене, что позволяет присоединяться HO ₂ и OH. 1-пентен также способствует отрыву аллильного водорода при первой атаке и при изомеризации промежуточных радикалов.

Гексен имеет семнадцать изомеров; из этих семнадцати наиболее изученными изомерами являются 1-гексен, транс-2-гексен и транс-3-гексен, например, [55, 61, 62]. Wagnon et al. [55] исследовали три изомера гексена (1-гексен, транс-2-гексен и транс-3-гексен) с помощью RCM.Измерения стабильных промежуточных продуктов показали значительные различия в путях реакции изомеров. Измерения трех гексеновых топлив показывают, что первоначальное окисление трех изомеров протекает с одинаковой скоростью. Длина алкильной цепи определяет пути реакции и то, какие стабильные промежуточные продукты образуются во время окисления. Используя Mehl et al. [13] модель, модель и экспериментальные данные показали хорошее согласие с характеристиками самовоспламенения; однако были некоторые отклонения от ожидаемого количества пропанала.Результаты для транс-3-гексена вызвали особую тревогу, поскольку модель завышала производство пропанала в десять раз. Кроме того, модель завышает скорость потребления гексена для всех изомеров. Результаты Wagnon et al. поддерживают необходимость разработки более совершенных реакционных моделей для более точного прогнозирования реакционных путей и чувствительности различных молекулярных структур. Yahyaoui et al. В [63–65] получены корреляции для связи времени задержки воспламенения гексена-1 с изменениями температуры и отношения эквивалентности, используя данные ударной трубы.Ян и др. [61, 62] вывели корреляцию для трех изомеров гексена (1-гексен, 2-гексен и 3-гексен), чтобы связать задержку воспламенения с давлением, температурой и отношением эквивалентности, используя новые данные измерений из ударной трубы. Ян и др. обнаружил показатель степени давления -0,53 для 1-гексена и 2-гексена и -0,421 для 3-гексена.
Леппард [59] изучал химию самовоспламенения алкенов (1-бутен, цис-2-бутен, изобутен, 2-метил-2-бутен и 1-гексен) и их соответствующих алканов (н-бутан , изобутан, 2-метилбутан и н-гексан) с использованием одноцилиндрового двигателя с двигателем путем измерения стабильных промежуточных частиц.Леппард представил доказательства того, что в химии самовоспламенения алкена преобладают радикалы, присоединяющиеся к двойной связи, особенно для соединений с более низким числом атомов углерода.
2.4. Группа циклоалканов
Циклоалканы (также известные как нафтены) составляют значительную часть обычного дизельного топлива, реактивного топлива и бензина (до 35%, 20% и 15% по объему соответственно). В бензиновом топливе преобладают метилзамещенные (моно- и ди) изомеры циклоалканов, при меньшем преобладании более многочисленных метильных и алкильных замещений [21].Циклоалканы C ₅ являются наиболее распространенными компонентами в бензине, как показано в таблице 1. Ограниченные исследования, экспериментальные или расчетные, были выполнены по окислению циклоалканов, например, [66–74]. Кинетические механизмы циклопентана и циклогексана изучены больше всех циклоалканов из-за их простоты. Самовоспламенение циклогексана изучалось с использованием ударных труб [75–77], RCM [26, 70, 78], JSR [72, 74], реакторов с поршневым потоком [79, 80] и закрытых реакторов [81–84]. .Характеристики воспламенения циклопентана изучались с использованием ударных труб [75, 76, 85] и JSR [86]. Наблюдалось, что самовоспламенение циклопентана и циклогексана больше зависит от давления, чем олефинов. Это может быть отображено в исследовании, проведенном Daley et al. [75], где они обнаружили, что показатели давления циклопентана и циклогексана при стехиометрических условиях составляют 0,9 и 1,1 соответственно. Для сравнения, показатели давления при одинаковых условиях для 2-метил-2-бутена и 1-гексана равны -0.4 и -0,3 соответственно. Кинетические механизмы циклопентана и циклогексана нуждаются в улучшении, как обсуждается в [75], из-за их ненадежности и неточности. Исследуемая кинетическая модель циклогексана была разработана Silke et al. [26] и сравнивался с данными о задержке воспламенения RCM из [70], как показано на рисунке 6. Модель хорошо предсказывает тенденции задержки воспламенения даже в области NTC. Однако общая задержка воспламенения была завышена для большинства измеренных точек. Дальнейшие исследования были проведены для метилзамещенных изомеров циклогептана и циклогексана.Pitz et al. [21] разработали модель метилциклогексана при низких и высоких температурах и попытались подтвердить ее, используя данные RCM. Опять же, модель переоценила задержку воспламенения, особенно при низких температурах.

2.5. Aromatic Group
Ароматические углеводороды являются еще одним важным компонентом бензина, как показано в Таблице 1 и на Рисунке 7. Бензол, распространенный ароматический компонент, ограничен 1% от общего объема бензина, продаваемого в Соединенных Штатах [87]. Наиболее распространенными ароматическими соединениями в бензинах, продаваемых в США, являются толуол и м-ксилол (1,3-диметилбензол) [21].Толуол добавляют в американский бензин, и это может быть причиной пика C ₇ в таблице 1. Помимо бензина в США, толуол является основным ароматическим компонентом готового бензина в Китае (RON = 93), чистого обычного бензина в Японии ( RON = 90) и готовый японский бензин высшего качества (RON = 100), как показано в таблице 7. В таблице 7 показаны три дополнительных основных ароматических соединения: 1,2,4-триметилбензол, 1-метил-3-этилбензол и м-ксилол. .
Название соединения Японский готовый бензин премиум-класса (вес%) Японский законченный обычный бензин (вес%) готовый бензин Китайский бензин
Толуол (C ₇ H ₈) 22.345 5.744 3.550
м-ксилол (C ₈ H ₁₀) 0,765 1.487 2.669
o-ксилол ₈ 0,174 0,697 1,444
п-ксилол (C ₈ H ₁₀) 0,439 0,582 0,951
бензин 9-метилзол 4 H ₁₂) 1.094 0,630 0,411
1-метил-3-этилбензол (C ₉ H ₁₂) 2,396 1,463 1,108
1-метилбензол C-метилбензол (2-метилбензол) ₉ H ₁₂) 1,043 0,555 0,390
1,2,4-триметилбензол (C ₉ H ₁₂) 3,932 2,185
1,9513 1,2,3-триметилбензол (C ₉ H ₁₂) 0.963 0,516 0,484
этилбензол (C ₈ H ₁₀) 0,828 0,714 0,909
1,3,5-триметилбензол 982 ) 0,938 0,577 0,521

Химико-кинетические модели толуола были тщательно изучены. Некоторые из более поздних исследований — [13, 88–90] с экспериментами по самовоспламенению в [27, 88, 89, 91–93].Толуол не проявляет низкотемпературной или NTC реакционной способности из-за его высокого RON / MON 126/110. Три кинетические модели использовались [94] для моделирования задержки воспламенения толуола и сравнивались с экспериментальными данными по ударной трубе, как показано на рисунке 8. Как показано на рисунке, смоделированные времена задержки воспламенения удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными. Как сообщается в [27], зависимость давления задержки воспламенения -1,09 при коэффициенте эквивалентности 1 близка к показателю давления задержки воспламенения бензина -1.06. Интересно отметить, что задержка воспламенения толуола более чувствительна к изменениям давления, чем циклоалкановые и олефиновые компоненты.

1,2,4-триметилбензол (124TMB) является еще одним основным компонентом бензина в ароматической группе, как показано в таблице 7. Как и толуол, 124TMB не проявляет низкотемпературной реакционной способности из-за его высокого RON / MON 115. / 110. 124TMB — популярный суррогат для моделирования керосина [95], кинетическая модель которого была изучена и разработана в [96, 97].Характеристики горения 124TMB были исследованы с помощью ударной трубы [98], RCM [31], JSR [99], пламени предварительной смеси, стабилизированного горелкой [100, 101], противоточной горелки [102] и свободно распространяющегося пламени предварительной смеси [ 103]. Рубо и др. [31] исследовали самовоспламенение 11 алкилбензолов в ОКМ в стехиометрических условиях, в диапазоне температур от 600 до 900 К и давлениях сжатия до 25 бар. Их эксперименты показали, что толуол, м-ксилол, п-ксилол и 1,3,5-триметилбензол воспламеняются только при температурах выше 900 К и 16 бар, в то время как о-ксилол, этилбензол, 1,2,3-триметилбензол, 1,2 , 4-триметилбензол, н-пропилбензол, 2-этилтолуол и н-бутилбензол воспламеняются при гораздо более низких температурах и давлениях.Время задержки воспламенения для всех 11 этих компонентов показано на рисунке 9. Среди этих 11 компонентов 124TMB имеет наибольшее время задержки воспламенения, которое коррелирует с наименьшей реактивностью из всех компонентов. Hui et al. [102] подтвердили низкую реакционную способность 124TMB среди других ароматических компонентов (толуол, n-PB и 1.3.5TMB) посредством исследования скорости ламинарного пламени в двухпламенном противоточном реакторе при давлении 1 бар.

Окисление м-ксилола было изучено Гайлом и Дагаутом [104] с использованием JSR при атмосферном давлении в широком диапазоне отношений эквивалентности (0.От 5 до 1,5) и температуры (900-1400 К). Кинетическая модель м-ксилола была получена и использована для анализа результатов. Исследование, проведенное Гайлом и Дагаутом, показало, что реакционная способность м-ксилола аналогична реакционной способности п-ксилола, но немного ниже, в исследуемых условиях. Эта разница в реакционной способности между двумя изомерами была более подробно изучена в [31] с использованием RCM при более высоких давлениях, как показано ранее на рисунке 9. Результаты показали, что о-ксилол имеет самую высокую реакционную способность среди всех изомеров ксилола.Дополнительные исследования м-ксилола были выполнены с использованием ударной трубы для определения задержки воспламенения [94, 105, 106], профиля частиц из реакторов [107] и скорости ламинарного пламени [108]. На основе кинетической модели для толуола в [106] была разработана кинетическая модель для м-ксилола, и предсказания модели были сопоставлены с экспериментальными данными из ударной трубы. Нараянасвами и др. [109] разработали детальную модель для толуола, стирола, этилбензола, 1,3-диметилбензола (м-ксилола) и 1-метилнафталина. Модель была проверена по данным реактора с поршневым потоком для времени задержки воспламенения, профилей частиц из экспериментов с ударной трубой и скоростей ламинарного горения.
2.6. Кислородный компонент
Изучение окисления этанола имеет решающее значение для прогнозирования сгорания бензина, поскольку приблизительно 10% бензина в США по объему (E10) содержит этанол [21], как того требуют действующие федеральные стандарты США и стандарты качества городского воздуха штата [110]. При RON / MON 116,3 / 101,4 характеристики горения этанола широко изучались с использованием ударных труб низкого давления [111–114], ударных труб высокого давления [115–118], RCM [118–121], горелок [113]. , 114, 122], реакторы с турбулентным потоком [113, 114, 123] и JSR [114].Кинетические модели этанола изучались и развивались в [4, 110, 112, 115, 118, 119, 121, 123–128]. Кроме того, характеристики горения смесей этанола и бензина обсуждались в [124, 129]. Зяда и Самими [121] разработали кинетическую модель этанола, используя автоматический генератор механизма реакции (RMG), и подтвердили этот механизм на основе измеренных значений времени задержки воспламенения, скорости ламинарного пламени и данных о концентрациях веществ. Новый механизм очень хорошо моделирует горение этанола.Маринов [110] разработал подробную модель горения этанола и проверил ее на множестве экспериментальных наборов данных, таких как данные о скорости ламинарного пламени (полученные от бомбы постоянного объема и противоточного двойного пламени), данные о задержке воспламенения за отраженная ударная волна и профили продуктов окисления этанола из реактора с турбулентным потоком и струйным перемешиванием. Хорошее согласие было обнаружено при моделировании наборов данных, полученных из пяти различных экспериментальных систем. Cancino et al. [115, 130] изучили и разработали кинетическую модель этанола, используя данные ударной трубы высокого давления.Они использовали несколько подмеханизмов из [110, 131] и нашли корреляцию задержки воспламенения для этанола. Затем модель использовалась в суррогатах топлива этанол-бензин путем смешивания модели этанола с другими моделями углеводородов. Они также выяснили, что чувствительность к давлению этанола составляет -0,83 [115], что ниже, чем у бензинового топлива (-1,06). Следует отметить, что Хойфер и Оливье [116] нашли -0,77 чувствительностью к давлению. Модель Cancino et al. [130] по-прежнему нуждались в улучшении, поскольку окончательная модель недооценивала данные о задержке воспламенения для чистого этанола и всех комбинаций компонентов, содержащих этанол.Olm et al. [128] недавно разработали подробный механизм, оптимизируя 44 параметра Аррениуса 14 важнейших элементарных реакций в подробном механизме, созданном Саксеной и Вильямсом [125]. Они подтвердили модель, используя измерения задержки воспламенения, концентрации веществ и скорости пламени. Было показано, что оптимизированный механизм позволяет лучше предсказывать имеющиеся экспериментальные данные. Ли и др. [118] использовали этанольный механизм Li et al. [132] и улучшил его, используя параметры, найденные в литературе.Они подтвердили это на основании экспериментальных данных из [115, 116] и обширных экспериментов с использованием ударной трубы (при 80 бар) и RCM (при 40 бар) для охвата температур от 700 до 1000 К. Metcalf et al. [127] создали механизм AramcoMech 1.3 для углеводородов C ₁ -C ₂ (метан, этан, этилен, ацетилен, метанол, ацетальдегид и этанол). Они изменили константу скорости и термодинамические свойства (энтальпию и энтропию) важных реакций, которые они нашли в литературе для углеводородных видов на основе анализа чувствительности.Модель Меткалфа и др. [127] хорошо предсказывает задержку зажигания и работает лучше, чем модели [110, 132]. Barraza-Botet et al. [120] исследовали этанол для стехиометрической смеси этанол / воздух с разбавлениями. Они использовали эти данные для проверки модели [133, 134], которая является версией AramcoMech, для углеводородов C ₁ -C ₃ и окисления кислородсодержащих веществ. Они использовали данные о задержке воспламенения и составе из своих экспериментов RCM, чтобы изменить константы скорости важных реакций отвода водорода из этанола.
3. Обзор суррогатов бензина
Некоторые суррогаты бензина из литературы моделируются и сравниваются с доступными экспериментальными данными в этом разделе. Эти заменители топлива были выбраны для анализа, поскольку время задержки воспламенения было одной из основных целей при разработке суррогатов. Первичное эталонное топливо или PRF (смесь изооктана и н-гептана) сначала изучается, чтобы устранить недостаток этой суррогатной модели и подчеркнуть необходимость дальнейшего усовершенствования суррогатного бензина путем добавления других компонентов в суррогатную смесь.Рассматриваются десять суррогатов с большей сложностью, чем PRF, и моделируются задержки воспламенения и другие свойства и сравниваются с экспериментами. Все времена задержки зажигания моделируются с использованием механизма [19] в условиях обедненного топлива / воздуха, что аналогично условиям эксплуатации, наблюдаемым в двигателях HCCI. Самовоспламенение кислородсодержащих бензиновых топлив, таких как E10, на момент написания не исследовалось экспериментально; тем не менее, большинство заменителей топлива были разработаны путем добавления этанола к заменителям PRF и толуолового эталонного топлива (TRF), таким как заменитель [4].Поэтому оксигенированные суррогаты не изучались в настоящем обзоре из-за отсутствия экспериментальных данных. В следующем разделе свойства RD387 (в дополнение к экспериментальным данным) используются в качестве представителя бензинового топлива. В таблице 8 показаны некоторые важные свойства RD387. В этой работе RD387 означает бензин, не содержащий кислорода, и эти термины используются как синонимы. Kukkadapu et al. Сообщили об измерениях задержки воспламенения бензина RD387. [23] с использованием RCM и Gauthier et al.[10] с помощью ударной трубы. Куккадапу и др. [23] измерили задержку воспламенения некоксигенированного бензина в широком диапазоне давлений сжатого воздуха (20 и 40 бар), отношений эквивалентности (0,3, 0,5 и 1) и температур сжатого воздуха (от 667 К до 950 К). Gauthier et al. [10] измерили время задержки воспламенения RD387 с использованием ударной трубы в обедненных, стехиометрических и богатых условиях (коэффициент эквивалентности = 0,5, 1,0, 2,0), двух диапазонах давления (15–25 и 45–60 атм), температурах от 850 до 1280 K, а рециркуляция выхлопных газов (EGR) — 0%, 20% и 30%.В этой статье эксперименты RCM моделируются с использованием нульмерной модели, которая учитывает конечное время сжатия и потери тепла на стены. Расчеты RCM начинаются в начальных условиях эксперимента, и смесь сжимается с той же скоростью, что и измеренный профиль давления. Характеристики тепловых потерь определяются путем опроса нереагирующих и реагирующих экспериментов RCM, в которых кислород топливно-воздушной смеси заменялся азотом. При моделировании RCM и ударной трубы времена задержки воспламенения определялись как время, когда мольная доля OH достигает максимального значения.Расчеты моделирования показывают, что задержка воспламенения, соответствующая максимальной концентрации OH, эквивалентна определениям, основанным на давлении или скорости повышения давления как для сильно экзотермической ударной трубы, так и для среды RCM, рассматриваемой здесь. Исследованные октановое и моторное октановые числа (RON и MON) суррогатов рассчитываются с использованием нелинейной корреляции Ghosh et al. [136]. Определение кривой дистилляции выполняется путем аппроксимации системы как серии стадий мгновенного равновесия, что эквивалентно процедуре измерения кривой дистилляции, описанной в ASTM D86.На каждой стадии равновесия давление насыщенного пара каждого чистого компонента оценивается на основе корреляции DIPPR [137], а коэффициент активности рассчитывается на основе корреляции группового взаимодействия UNIFAC [138]. Расчет задержки воспламенения и кривой дистилляции выполняется с использованием пакетов Chemkin-Pro [139] и Workbench [140]. В следующем разделе изучается моделирование многокомпонентных суррогатных моделей бензина.
Satu.% по объему) н- / изо- / циклоалканы
RD387 [23] RD387 [10]
67,8 (9,5 / 42,3 / 16) —
Алкены (жид. об.%) 4,7 —
Аромат. объем%) 26,4 —
Отношение H / C 1,869 1,85
RON / MON 91 / 82,7 —
Плотность / см ³) 0,7456 —
Чистая теплотворная способность (МДж / кг) 43.152 —
3.1. Суррогат первичного эталонного топлива
Суррогат PRF с октановым числом 87 (PRF87) оценивается первым. Подробности суррогата показаны в таблице 9. Отношение H / C PRF87 (2,254) выше, чем у RD387 (1,869), как показано в таблицах 8 и 9, поскольку оба компонента в смеси PRF (изооктан и н- гептан) имеют отношение H / C около 2,2. PRF имеет начальную температуру кипения 99 ° C независимо от состава смеси (от процентного содержания изооктана по отношению к н-гептану), а кривая дистилляции представляет собой почти прямую линию, как показано на рисунке 10.Кривая суррогатной перегонки PRF не соответствует кривой перегонки бензина. Общая задержка зажигания и задержки зажигания первой ступени PRF87 показаны на рисунках 11 и 12. Характеристики суррогатного реле при температурах выше 800 K являются удовлетворительными, а поведение суррогатной задержки зажигания в области NTC близко к таковому у RD387. Суррогатная задержка зажигания первой ступени показывает то же поведение, что и бензин (уменьшение при повышении температуры), но суррогатная задержка зажигания первой ступени ниже, чем у бензина.Samimi Abianeh et al. [19], Chaos et al. [12], Vanhove et al. [11], Хан [32] и другие добавили некоторые углеводородные компоненты в суррогат PRF, чтобы улучшить прогнозы общей задержки и задержки воспламенения первой ступени, как будет обсуждаться в следующих разделах.
PRF87
изо-алканы
5 9082 90 86
н-алканы (молярные,%)
nC ₇ H ₁₆ 14
Ароматические соединения (молярные,%) 6 H ₅ CH ₃ 0
Соотношение H / C 2.254
RON / MON 87/87
Удельный вес при 15,56 ° C (г / см ³) 0,6892
Чистая теплотворная способность (МДж / кг) 44,64

3.2. Хаос и др. Суррогат
Chaos et al. [12] разработали суррогат трехкомпонентного эталонного топлива на основе толуола (TRF) для описания самовоспламенения бензина.Состав и свойства суррогатной смеси показаны в таблице 10, а кривая дистилляции показана на рисунке 10. Соотношение H / C и октановое число суррогата выше, чем у бензина (RD387), в то время как кривые дистилляции TRF и PRF суррогаты идентичны и далеки от кривой дистилляции бензина. Суррогатная модель Chaos et al. [12] было проверено с использованием экспериментальных данных из реактора переменного давления потока. Массовые доли оксида и диоксида углерода, кислорода и компонентов топлива были смоделированы и измерены в процессе самовоспламенения.Задержка воспламенения нескольких суррогатных смесей была смоделирована и сравнена с экспериментальными данными ударной трубы, чтобы оптимизировать окончательный суррогат. Окончательный оптимизированный суррогат использовался для моделирования двигателя HCCI для прогнозирования истории давления, но прогнозируемые результаты не были удовлетворительными. Сравнение времени задержки воспламенения показано на рисунках 13 и 14. Замещающая задержка воспламенения при 20 бар лучше согласуется с задержкой воспламенения бензина при 40 бар. Время задержки зажигания в области NTC и низкие температуры для коэффициента эквивалентности 0.3 выше, чем в данных по бензину. Однако задержка воспламенения первой ступени суррогата TRF ближе к экспериментам с бензином, чем суррогат PRF87, как показано на рисунках 13 и 14.
H ₁₂ 94122 .51 / 88,31 43124 43,19
Chaos et al. [12] Vanhove et al. [11] Хан [32]
изоалканы (молярные,%)
iC ₈ H _{9012 9002 90.7} 47 40,6
н-алканы (молярные,%)
nC ₇ H ₁₆ 10,3 10,3 0 циклоалканы (мольные,%)
C7h24 0 0 0
Ароматические соединения (мольные,%) 9012 6 H ₅ CH ₃ 21 35 40.7
Олефины (молярные,%)
1-C ₅ H ₁₀ 0 0 5.712
0 18 0
Отношение H / C 2,0416 1,8409 1,8121
RON / MON
Удельный вес при 15,56 ° C (г / см ³) 0,7152 0,7338 0,7421
Теплотворная способность нетто (МДж / кг) 43,94 43,94

3.3. Vanhove et al. Суррогат
Vanhove et al. [11] исследовали самовоспламенение пяти неразбавленных стехиометрических смесей: н-гептан / толуол, изооктан / толуол, изооктан / 1-гексен, 1-гексен / толуол и изооктан / 1-гексен / толуол в RCM для температур ниже 900 К.В их работе были измерены задержка воспламенения первой ступени, общая задержка воспламенения и некоторые промежуточные компоненты. Был предложен заменитель бензина со смесью изооктан / 1-гексен / толуол, как показано в Таблице 10. Общая задержка воспламенения заменителя бензина Ванхове и др. Показана на Рисунке 13. Суррогат не был показан первым. -стадийный самовоспламенение при обедненных условиях. Октановое число и общая задержка воспламенения суррогата выше, чем данные RD387, как показано в Таблице 10 и на Рисунке 13.Суррогат был разработан в основном для европейского бензина с более высоким октановым числом, чем бензин в США.
3.4. Хан Суррогат
Хан [32] сформулировал суррогатную смесь, которая имеет такие же соотношения углеводородных групп, октановое число и низкую и среднетемпературную реактивность, что и несколько стандартных промышленных топлив, таких как эталонное топливо A (RFA) от Auto / Oil Air Quality. Программа исследований по усовершенствованию, индолин (сертификационное топливо) и стандартное тестовое топливо от Ford.Отношение H / C и октановое число суррогата близки к RD387, как показано в таблице 10. Lenhert et al. [141] исследовали реактивность бензинового заменителя Хана в проточном реакторе под давлением в низкотемпературном и промежуточном температурном режиме (600–800 К) при повышенном давлении (8 атм). Профили видов топлива в зависимости от температуры реактора сравнивались с экспериментальными данными для исследования и проверки суррогатных характеристик в [141]. Общее время задержки воспламенения и время задержки первой ступени суррогата моделируется и сравнивается с результатами экспериментов, как показано на рисунках 13 и 14.Полное поведение задержки воспламенения Khan близко к Chaos et al. [12] и бензиновое топливо; однако времена задержки воспламенения при низких температурах завышены по сравнению с бензином в очень бедных условиях (т.е. Φ = 0,3). Задержка воспламенения первой ступени суррогата согласуется с данными по бензину, как показано на Рисунке 14.
3.5. Naik et al. Суррогат
Naik et al. [33] разработали три заменителя самовоспламенения бензина в условиях обедненной смеси для моделирования сгорания двигателя HCCI.Композиции смесей суррогатов включают изооктан, н-гептан, 1-пентен, толуол и метилциклогексан, которые представляют все углеводородные группы в неоксигенированном бензиновом топливе. Методология разработки суррогата не обсуждалась, а результаты оценивались с использованием истории давления сгорания двигателя HCCI и данных ударной трубы. Состав суррогатов показан в таблице 11. Второй суррогат по физическим и химическим свойствам (октановое число, теплотворная способность и задержка воспламенения) ближе к бензину, чем два других суррогата.Только одна кривая дистилляции из исследования показана на рисунке 10, поскольку все три суррогата имеют идентичную кривую дистилляции; ни один из них не может точно представить кривую перегонки бензина. Общее время задержки воспламенения и время задержки первой ступени трех суррогатов сравнивается с данными задержки воспламенения RD387, как показано на рисунках 15 и 16. Общее время задержки воспламенения второй смеси очень близко к экспериментальным данным, в то время как первая ступень Время задержки воспламенения смесей 1 и 2 аналогично времени задержки воспламенения бензина.
2
9
9
9
₇ H ₁₆ 9012 2 20
смесь № 1 смесь № 2 смесь № 3
iC ₈ H ₁₈ 60 40 40
н-алканы (молярные,%) 8 10 20
циклоалканы (молярный,%)
c7h122 c7h12 30125
Ароматические углеводороды (молярные,%)
C ₆ H ₅ CH ₃ 10 10
Олефины (молярные,%)
1-C ₅ H ₁₀ 4 0 Соотношение H / C 2.02 2,05 2,08
RON / MON 93,7 / 91,8 83,1 / 84,2 77,0 / 76,1
Удельный вес при 15,56 ° C (гр / см ³ 0,7295 0,7214
Чистая теплотворная способность (МДж / кг) 43,9 43,94 44,02
3 3 36. Mehl et al. Суррогат
Mehl et al. [13] сформулировали четырехкомпонентный заменитель, включающий изооктан, н-гептан, толуол и 2-пентен, как показано в таблице 12, который, как было обнаружено, имитировал скорость ламинарного пламени и время задержки воспламенения целевого бензина (RD387). на хорошем уровне согласия. Кривая перегонки суррогата показана на рисунке 10 и не следует кривой перегонки бензина. Механизм суррогата был разработан путем различения детального кинетического механизма видов, начиная с детального механизма PRF.Заместитель бензина был смоделирован в условиях RCM и ударной трубы и сравнен с экспериментальными данными RD387 из [19, 23]. Это сравнительное исследование для общей и первой задержек зажигания повторяется и показано на рисунках 17 и 18. Суррогатная задержка воспламенения выше, чем у бензина в области NTC для коэффициента эквивалентности 0,3, как показано на рисунке 17. Однако первая ступень Время задержки воспламенения достаточно хорошо предсказало значения и тенденцию задержки воспламенения бензина, как показано на рисунке 18. Общая задержка воспламенения суррогата почти идентична данным Naik et al.[33] секундная суррогатная задержка воспламенения, обе из которых близки к задержке воспламенения бензина. Суррогат и механизм Mehl et al. [13] следует проверить экспериментально, поскольку суррогат не был подтвержден экспериментально, в отличие от ранее упомянутых суррогатов, таких как PRF или TRF.
Mehl et al. [13] Gauthier et al. [10], Смесь № 1 Gauthier et al.[10], Смесь № 2 Samimi Abianeh et al. [19]
изоалканы (молярные,%)
iC ₅ H ₁₂ 0 10,1
iC ₆ H ₁₄ 0 0 0 8,87
iC ₈ H ₁₈ 48.8 56 63 23,4
н-алканы (молярные,%)
nC _{5
H ₁₂ 0 0} 7,32
nC ₇ H ₁₆ 15,3 17 17 0
nC ₁₂ H ₂₆ 0 0 5.17
циклоалканы (молярные,%)
c7h24 0 0 0 моль
C ₆ H ₅ CH ₃ 30,6 28 20 35,5
Olefins (моль.
2-C ₅ H ₁₀ 5.3 0 0 9,66
Отношение H / C 1,926 1,9718 2,0524 1,849
RON 87125 85125 89125 /85,22 88,8 / 84,5
Удельный вес при 15,56 ° C (г / см ³) 0,7272 0,7239 0,7135 0,7275
43.57 43,69 43,96 43,40

3,7. Gauthier et al. Суррогат
Gauthier et al. [10] изучали характеристики самовоспламенения смеси н-гептан / воздух, бензин / воздух и двух тройных смесей суррогатный бензин / воздух с использованием ударной трубы в режиме высокого давления и низкой температуры, аналогичном условиям в двигателе HCCI. Два трехкомпонентных заменителя бензина для RD387 были разработаны с учетом времени задержки воспламенения бензина, как показано в таблице 12.Задержки воспламенения суррогатов были подтверждены для температур от 850 К до 1250 К, давлений от 15 до 60 атм, коэффициентов эквивалентности 0,5, 1,0 и 2,0 и нагрузок рециркуляции выхлопных газов от 0 до 30% с использованием ударной трубы. Как показано в Таблице 12, отношение H / C заменителей не близко к таковому у бензина RD387. Кривая перегонки суррогата показана на рисунке 10 и не повторяет кривую перегонки бензина. Нет существенной разницы между временами задержки воспламенения двух суррогатов, как показано на рисунках 17 и 18.Внимательно изучив эти результаты, можно сделать следующие два вывода: (1) небольшие изменения октанового числа (± 2) или отношения H / C (± 4%) не влияют на время задержки воспламенения и (2) октановое число. и / или соотношение H / C более важны, чем состав смеси для разработки суррогата, поскольку массовая доля толуола в исследуемых смесях варьировалась на 33% между двумя суррогатами с незначительным влиянием на время задержки воспламенения. Поведение задержки зажигания Gauthier et al. [10] и Chaos et al.[12] (рисунки 13 и 14) практически идентичны и близки к данным по задержке воспламенения бензина.
3.8. Samimi Abianeh et al. Суррогатная мать
Samimi Abianeh et al. [19] разработали методологию составления заменителя бензина на основе основных физических и химических свойств целевого бензинового топлива. Используя предложенную процедуру, был идентифицирован суррогат из семи компонентов для имитации физических и химических характеристик настоящего бензинового топлива без кислорода, RD387.Суррогатный кинетический механизм был разработан путем объединения доступных детальных кинетических механизмов из библиотеки Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса [142]. Состав суррогатной смеси был сначала определен путем поиска наилучшего соответствия основным мишеням с использованием генетического алгоритма и минимизации Пауэлла. Основными целями для суррогатного состава были кривая дистилляции, отношение H / C, октановое число (RON и MON), теплотворная способность и плотность бензинового топлива. Время задержки воспламенения было определено как вторичная цель, поскольку оно требует расчета, выполняемого с помощью кинетического механизма, и, следовательно, требует больших вычислительных затрат для вычисления.Состав суррогатной смеси показан в Таблице 12, а кривая перегонки — на Фигуре 10. Отношение H / C, октановое число, плотность, теплотворная способность и кривая перегонки суррогата аналогичны бензину RD387. Ни одна из кривых дистилляции суррогатов текущего исследования не соответствует данным по бензину, за исключением суррогата, разработанного Samimi Abianeh et al. Суррогат воспроизводит физические свойства бензина лучше, чем другие суррогаты, изученные в этой работе. Задержка зажигания суррогата показана на рисунках 17 и 18.Полная задержка воспламенения близка к данным задержки воспламенения бензина, при этом хорошо воспроизводится область NTC. Задержка воспламенения на первой ступени суррогата имеет примерно такое же значение и тенденцию, как и у бензинового топлива, как показано на рисунке 18. Суррогат Samimi Abianeh и др. [19] включает диапазон углеводородов от C ₅ до C _{. 12}, который охватывает температуру кипения бензина от 60 ° C до 150 ° C. Суррогат и механизм необходимо проверить экспериментально с помощью ударной трубки и RCM.
Чтобы исследовать характеристики суррогатной и кинетической модели, смоделированная скорость ламинарного пламени нескольких обсуждаемых заменителей бензина и измеренное бензиновое топливо показаны на рисунке 19. Измерения скорости ламинарного пламени для коммерческого бензина европейского стандарта (EN 228) с RON / MON 95/85 были выполнены Jerzembeck et al. [34] с использованием бомбы постоянного объема в условиях, связанных с двигателем. Хотя о составе и физических свойствах бензина EN 228 не сообщалось, ожидается, что они не будут такими же, как бензин RD387, поскольку EN 228 обычно содержит этанол или другие оксигенаты в количестве ~ 5% по объемной доле жидкости.Несмотря на значительную разницу между октановыми числами этих суррогатов (от 87 до 94), их смоделированные скорости ламинарного пламени аналогичны и находятся в пределах погрешностей измеренных данных. В условиях обедненной смеси смоделированные скорости ламинарного пламени всех смоделированных суррогатов одинаковы, а пиковая скорость ламинарного пламени возникает при соотношении эквивалентности около 1,05; это значение составляет 1,1 для измеренных данных. Существует хорошее согласие между моделированием и экспериментами для стехиометрических и бедных топливно-воздушных смесей, но обе модели недооценивают измеренные скорости ламинарного пламени для богатых топливно-воздушных смесей в условиях высокого давления (например,g., 20 и 25 бар). Эти несоответствия могут быть связаны с суррогатными смесями, разработанными для имитации некоксигенированного бензина RD387, неадекватно представляющего бензин EN 228, который может содержать этанол (около 5%) или другие кислородсодержащие компоненты. Смоделированная скорость ламинарного пламени даже для PRF ниже, чем указано в смоделированных данных, например, Jerzembeck et al. [34] или Mehl et al. [13]. Как обсуждалось в [19], это могло быть связано с удалением некоторых важных частиц и реакций во время редукции механизма в работах Jerzembeck et al.[34] и Mehl et al. [13].

3.9. Анализ чувствительности
Анализ чувствительности был проведен с целью выявления реакций в рамках существующего механизма [19], которые влияют на время задержки воспламенения в условиях постоянного объема при начальной температуре 720 К и 900 К, начальном давлении 40 бар, и соотношение топливно-воздушного эквивалента 1. Эти условия были основаны на соответствующих RCM и современных данных двигателя с воспламенением от сжатия, найденных в литературе.Анализ чувствительности первого порядка температуры газа по отношению к коэффициенту скорости реакции был проведен по коэффициентам скорости реакции механизма. Температурный порог 0,1 использовался для идентификации основных реакций. Поскольку анализ чувствительности зависит от суррогатных компонентов, суррогат с несколькими компонентами Samimi Abianeh et al. [19] был выбран для анализа чувствительности. Результаты анализа чувствительности показаны на рисунках 20 и 21. Результаты были получены путем удвоения предэкспоненциального фактора A для каждого важного коэффициента скорости реакции в кинетическом механизме, который был найден с помощью анализа чувствительности первого порядка на предыдущем этапе. .Чувствительность, определяемая как, использовалась для оценки влияния конкретной константы скорости на общую задержку воспламенения. Отрицательная чувствительность означает, что более короткая задержка воспламенения является результатом удвоения предэкспоненциального фактора и что интересующая реакция способствует или ускоряет общую скорость реакции. Резюме анализа чувствительности следующее: (1) Реакции разложения изооктана, н-додекана, толуола и 2-пентена являются наиболее доминирующими реакциями среди других реакций в кинетической модели при низких и умеренных температурах.Изменение их коэффициентов реакции существенно влияет на задержку воспламенения. (2) Реакции разложения изооктана (iC ₈ H ₁₈) до изомеров C ₈ H ₁₇ с атакующим гидроксидом значительно изменяют задержку воспламенения при низких температурах. (3) Реакция H ₂ O ₂ (+ M) = 2OH (+ M) более важна при умеренных температурах. Учитывая энергию активации разложения H ₂ O ₂, эта реакция протекает только при умеренных и высоких температурах и значительно изменяет задержку воспламенения в этом диапазоне.(4) Реакции разложения додекана (nC ₁₂ H ₂₆) до C ₁₂ H ₂₅ важны как при низких, так и при умеренных температурах, и это связано с низкой энергией активации разложения н-додекана до C ₁₂ H ₂₅ изомеров. Удвоение скорости реакции всегда уменьшает время задержки воспламенения независимо от производимых изомеров (C ₁₂ H ₂₅). (5) Толуол (C ₆ H ₅ CH ₃) реакции разложения (за счет воздействия на ОН) значительно изменить задержку воспламенения как при низких, так и при умеренных температурах.Это может быть вызвано очень низкой энергией активации толуола. (6) Реакции разложения 2-пентена до C ₅ H ₉ за счет воздействия на гидроксид важны только при низких температурах из-за низкой энергии активации олефина. Увеличение скорости реакции значительно увеличит задержку воспламенения.

4. Резюме
Конечная цель разработки суррогата — имитировать все химические и физические свойства целевого топлива.Существуют две различные и отдельные цели разработки суррогата топлива: физические свойства (такие как кривая дистилляции, плотность, теплопроводность и т. Д.) И характеристики горения (такие как время задержки воспламенения и скорость ламинарного пламени). Существует немного работ, в которых изучается влияние физических свойств на характеристики горения или разрабатывается заменитель бензина для решения обеих этих задач. Экспериментальные данные сосредоточены на характеристиках горения (например, самовоспламенение бензина) и измеряются с помощью ударных трубок и RCM.Эти методы игнорируют влияние физических свойств топлива (таких как плотность и кривая дистилляции) и, следовательно, не имеют необходимой информации.
Более того, кинетические модели некоторых основных компонентов бензиновой топливной смеси, обсуждаемые в этой статье, все еще неизвестны или еще не проверены. Разработка кинетических моделей этих компонентов может помочь разработать более надежный суррогат.
Некоторые усовершенствованные заменители бензина и кинетические модели были проверены путем сравнения смоделированной суррогатной задержки воспламенения с реальными данными по бензину.Эти суррогаты и их кинетические данные должны быть проверены путем создания и тестирования суррогатов экспериментально, чтобы проверить надежность механизма, прежде чем сравнивать результаты с экспериментальными данными для бензина.
Ни один из усовершенствованных, недавно созданных суррогатов, которые обсуждались ранее (т. Е. Те, которые способны имитировать задержку воспламенения бензина во всем диапазоне температур, такие как суррогат Меля и др. [13]), не использовался. в коде CFD для моделирования горения двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием, за исключением суррогатов PRF и TRF.Этот тип моделирования и сравнения с экспериментами может показать влияние физических свойств на проникновение струи, самовоспламенение и взаимодействие между этими свойствами в реальных инженерных приложениях. Общая цель этих суррогатов состоит в том, чтобы снизить вычислительную нагрузку на моделирование горения этих видов топлива, чтобы ускорить разработку усовершенствованных систем сжигания.
Суррогаты разрабатываются в зависимости от условий работы (например, низкие температуры по сравнению с высокими температурами), применения (например,g., двигатель SI по сравнению с двигателем HCCI) и целевые свойства (например, кривая дистилляции, плотность и т. д.). Как показано в документе, смоделированные суррогатами скорость ламинарного пламени примерно такие же, как измеренные данные; однако время задержки воспламенения у них значительно различается. Таким образом, для применений двигателей SI, в которых пламя возникает через искру, эти суррогаты могут использоваться для моделирования характеристик сгорания, например, местоположения пикового давления. Однако, если целью является прогнозирование детонации в двигателях SI или производительности двигателей HCCI, необходим суррогат, который может имитировать время задержки воспламенения бензина.
Кислородсодержащие бензиновые топлива являются преобладающим транспортным топливом в США. Несмотря на это, самовоспламенение этих видов топлива (например, E10 и E85) не производилось, и разработанные в настоящее время заменители не обладают прогностической способностью. Вероятно, это связано с добавлением путей реакции этанола, добавленных к предыдущим заменителям бензина (например, TRF и PRF) без какого-либо анализа критических физических и химических характеристик. В будущем необходимо провести измерения характеристик этого кислородсодержащего топлива и разработать более точные суррогатные модели.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Выражение признательности
Исследования частично спонсировались Армейской исследовательской лабораторией и проводились в соответствии с соглашением о сотрудничестве № W911NF-18-2-0042. Взгляды и выводы, содержащиеся в этом документе, принадлежат авторам и не должны толковаться как отражающие официальную политику, выраженную или подразумеваемую, Армейской исследовательской лаборатории или правительства США.Правительство США имеет право воспроизводить и распространять репринты для государственных нужд, невзирая на любые упоминания об авторских правах в данном документе.
Газообразное топливо — Химический состав
Химический состав некоторых распространенных газообразных топлив:
Для полной таблицы с бутаном, этаном, пропаном, водородом, сероводородом, кислородом и азотом — поверните экран!
9012
Состав (%)
Топливо Двуокись углерода
(CO ₂) Окись углерода
(CO) Метан
(CH _{4 ) 935 ₄ H ₁₀)} Этан
(C ₂ H ₆) Пропан
(C _3- H ₈) Водород
(H ₂) Водород Сульфид
(H ₂ S) Кислород
(O ₂) Азот
(N ₂)
Окись углерода 10012 10012
Угольный газ 3.8 28,4 0,2 17,0 50,6
0,3 4,8
Биотопливо 30 64 0.7 0.8 2.0
Водород 100 0,1 0,01 0,8 3,7
Природный газ 0-0.8 0 — 0,45 82-93 0 — 15,8 0-1,8 0 — 0,18 0 — 0,35 0,5 — 8,4
Пропан 0,5 — 0,8 2,0 — 2,2 73-97
.
Разное
Навигация по записям
Previous post: Проверка технического состояния электрооборудования тракторов: Проверка технического состояния электрооборудования автомобилей и тракторов.
Next post: Пассивные системы безопасности автомобиля: Системы пассивной безопасности
Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
Комментарий *
Имя *
Email *
Сайт

Поиск
Найти:
Рубрики
АБС
Авто мастер
Двигатель
ДВС
КПП
Кузов
Кузов авто
Передач
Передача
Привод
Разное
Советы
Схем
Схемы

2019 © ИП Гатауллин Айрат Наилевич
Карта сайта

Формула бензина

Определение и формула бензина

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕНЗИНА

Расчет расхода топлива на 100 км по алгоритму

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА БЕНЗИНА

Пример расчета расхода топлива

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗИНА

Смотрите видео — Как уменьшить расход топлива — советы, рекомендации

КАКОЙ БЕНЗИН ЗАЛИВАТЬ В АВТОМОБИЛЬ

СОСТАВ БЕНЗИНА «КАЛОША»

СОСТАВ БЕНЗИНА ЕВРО-5

Светлые нефтепродукты, особенности их производства и современные стандарты

Первый после дизеля

Основные характеристики

Бензиновый купаж

Класс качества

Рабочие лошадки

Термический и каталитический крекинг

Термические процессы

Гидропроцессы

Топливо для фонарей и самолетов

Каталитический риформинг

Алкилирование

Изомеризация

Автомобильные бензины: технические характеристики, классификация, назначение

N-метиланилин (ММА, монометиланилин) | Присадки для бензина и дизельного топлива

Монометиланилин для повышения октанового числа

Бензины. Требования к ним. Физико-химические свойства автомобильных бензинов. Свойства металлов. Технология азотирования стали. Автомобильный бензин

Похожие главы из других работ:

Физико-химические свойства диаммонийфосфата.

1.3 Состав и физико — химические свойства флюидов

2.3.1 Физико-химические свойства пластовых флюидов

2.1 Характеристика автомобильных бензинов

2.1.2 Бензол. Физико-химические свойства

1.3 Физико — химические свойства

2. Физико-химические свойства мазута

3. Физико-химические свойства веществ

1.2 Физико-химические свойства

1.2.1 Характеристики автомобильных бензинов (ГОСТ 2084-77)

1.3.3 Физико-химические свойства

2.1 Физико-химические свойства материалов

1.1 Физико-химические свойства кремния

4. Химические и физико-химические свойства

2.2 Общие физико-химические свойства

Бензин — Справочник химика 21

Бензин Химическая формула

бензин | Определение, использование и факты

Нефть и уголь

Бензин

Обзор окисления суррогатов бензина и его компонентов

1. Введение

2. Химические кинетические модели и свойства углеводородных групп бензина

2.1. N-Alkane Group

2.2. Изоалкановая группа

2.3. Olefin Group

2.4. Группа циклоалканов

2.5. Aromatic Group

2.6. Кислородный компонент

3. Обзор суррогатов бензина

3.1. Суррогат первичного эталонного топлива

3.2. Хаос и др. Суррогат

3.3. Vanhove et al. Суррогат

3.4. Хан Суррогат

3.5. Naik et al. Суррогат

3,7. Gauthier et al. Суррогат

3.8. Samimi Abianeh et al. Суррогатная мать

3.9. Анализ чувствительности

4. Резюме

Конфликт интересов

Выражение признательности

Газообразное топливо — Химический состав

Добавить комментарий Отменить ответ