В последнее время ГОСТы все жестче стали относиться к температуре кипения дизельного топлива, потому что понижение температур позволяет снизить деструктивное воздействие на окружающую среду. При этом стоимость нередко возрастает, т.к. затраты на производство увеличиваются, а также требуется обновленное оборудование и использование лишь определенных видов нефти.
Технические особенности
Температура кипения дизтоплива различна для всех трех типов энергоносителя, чего удается добиться за счет изменения содержания парафинов:
При этом арктический и зимний варианты должны обладать особыми свойствами текучести, потому что летнее ДТ уже при температуре -5 С использовать практически невозможно из-за застывания и преобразования в желеобразную массу. При работе в более холодных местностях используются уникальные методы изготовления и особые добавки, улучшающие рабочие показетли.
Особое внимание следует заострить на том, что понижение температуры для производителей не составляет особой проблемы, но без особо тщательных расчетов не удастся соблюсти все требования по смазке деталей, что сильно ускорит износ. Именно поэтому данный процесс происходит плавно, причем каждый раз предприятия частично переоборудуются, чтобы полностью соответствовать новым стандартам.
Долгое время температура кипения имела период от 360 С до 370 С, но современные стандарты заставили производителей понизить планки до уровня в 340-350 С. Практически все современное производство, основывающееся на европейских стандартах, полностью соответствует данному требованию.
Если понизить температуру начала кипения дизельного топлива и, соответственно, изменить верхний порог, то можно добиться увеличения эксплуатационного периода двигателя и при этом благотворно воздействовать на экологию.
Дизельное топливо (дизтопливо,соляра) – нефтепродукт, который используется как топливо в автомобильных двигателях и спецтехнике. В советские времена изготавливалось соляровое масло, в честь чего дизельное топливо в народе приобрело название – “Солярка”. На сегодняшний день “дизель” получил широкое применение, в том числе и для работы дизельных поршневых двигателей легковых и грузовых авто. Дизельное топливо достаточно экономичней бензина, но существует ряд других факторов, о которых мы поговорим ниже.
Содержание статьи
На сегодняшний день современные автомобили большинства марок снабжены дизельными двигателями. Дизельное топливо позволяет увеличить мощностные характеристики двигателя при достаточно экономичном расходе. Дизельное топливо экономит до сорока процентов, в сравнении с бензиновыми двигателями, с одинаковыми мощностными характеристиками. Существует дистилятное низковязкое и высоковязкое дизельное топливо. Первое применяется в высокооборотистых двигателях – легковые и грузовые авто, соляра с высокой вязкостью используется в тракторах, тихоходных судах и спецтехнике. На вид дизельное топливо – вязкая жидкость, обычно с желтоватым или коричневым оттенком со специфическим запахом. Цвет дизеля может отличатся, в зависимости от количества и видов смол, которые в нем присутствуют.
Дизельное топливо производят для зимнего и летнего периода. Летнее ДТ использовать без подогрева при температурах менее 10°C невозможно. Положительно, дизельное топливо влияет на детали двигателя, кроме их охлаждения, оно смазывает рабочие узлы, тем самым продлевая срок службы двигателя. Так как плотность соляры ниже воды, то при загустении вода поднимается и забивает топливные каналы, тем самым делая невозможным запуск двигателя. На сегодняшний день существует стандарт качества выпускаемого дизельного топлива, который регулирует цетановое число. Для стандартной соляры этот показатель должен находится в диапазоне 48-50, для премиум дизеля 51-55. При увеличении цетанового числа свыше шестидесяти, двигатель перестает нормально работать.
Перед заполнением дизельным топливом, емкость для хранения необходимо помыть и просушить. Емкость заполняется до 95 процентов, всегда должно быть свободное пространство для топлива, при его расширении. Если до этого в емкости хранились другие продукты нефти, смешивание их с соляркой не допустимо. При температуре 20 градусов, дизельное топливо хранится до года, для увеличения срока хранения используют специальные присадки.
Перевозка дизельного топлива относится в 3 классу опасности. Емкость для перевозки обязательно должна быть с заземлением, для предотвращения воспламенения от статики. Все цистерны с дизтопливом в обязательном порядке маркируются, указывается номер партии и дата производства. Для перевозки топлива свыше 1 тонны, необходимо предварительное согласование с ГИБДД. Стоимость перевозки дизельного топлива достаточно высока, особенно на большие расстояния.
Маркировка дизельного топлива включает в себя сокращенное название – ДТ, сорт и класс экологичности. Например дизельное топливо ДТ летнее Евро 5 D расшифровывается как – летнее дизельное топливо с температурой применения до -10°C и температурой фильтруемости -38°C 3 класса. В более старой маркировке присутствовал такой показатель, как температура вспышки. Если вам попадется маркировка дизельного топлива такого вида “Л 0,2 62” это будет означать летнее дизтопливо, с содержанием серы 200мг/кг и температурой вспышки 60 градуса. Так в старых маркировках солярка обозначалась первыми заглавными буквами Л (летняя), З(зимняя) и А(арктическая).
В 2005 году был принят общеевропейский стандарт классификации дизельного топлива Евро 5, который существовал до 2014 года. Этот стандарт ограничивал максимальное кол-во серы, которая содержится в дизтопливе. Распределялись они следующим образом:
1 Вид– максимальное содержание серы до 350 мг/кг;
2 Вид – до 50 мг/кг;
3 Вид– до 10 мг/кг.
Этот стандарт распределял типы дизельного топлива в зависимости от климатических условий.
Отличие дизтоплива от солярки
В состав дизельного топлива входят углероды с температурой кипения 180-350°С и вязкостью от двух до 4,5 мм2/с, тогда как солярка имеет вязкость 5-9мм2/с с температурой кипения 240-400°С. Заправлять современные авто соляркой недопустимо. Воспламенение дизельного топлива происходит от сжатия, в отличии от бензина. В дизельном топливе современного производства присутствуют различные добавки, которые не входили в состав солярки.
Присадки в дизельное топливо
Качество дизельного топлива, в осносмон, зависит от состава нефти и способа ее очистки. Из-за постоянно растущей потребности в дизтопливе, производителям приходится искать способы улучшения качества дизельного топлива, которое не зависит от исходного сырья. Таким образом, для улучшения характеристик разработали различные присатки в дизтопливо, которые влияют на химические и физические процессы в топливе. Существует целый ряд присадок в топливо – для повышения ЦЧ, антииокислительные, депрессорные, противодымние и другие.
При холодных температурах дизельное топливо становится вязким, это происходит потому, что парафины от холода твердеют. Со временем парафин скапливается в большие вязкие кусочки и забивает поры фильтра топливной очистки. Топливо перестает поступать в двигатель и он не запускается. Существует так называемая крайняя температура фильтруемости, на что важно обращать внимание при покупке дизтоплива в зимнее время. Производство зимнего дизельного топлива обходится дороже производителю, поэтому придумали депрессорные присадки, с помощью которых можно избавится от парафина в топливе. Эти присадки не дают парафину скапливаться в большие агломераты, тем самым фильтр не забивается и автомобиль способен запустится.
Производство дизельного топлива
Для получения дизельного топлива, из нефти “выжимают” светлые продукты, тяжелые фракции остаются на дне, из них в дальнейшем получают мазут и другие вещества. После первого этапа получается так называемое “грязное” дизтопливо, с повышенным содержанием серы, азота и других примесей. Чтобы добится необходимого цитанового числа, полуфабрикат отправляют на финишную гидроочистку. На этом этапе происходит длительный этап очистки дизельного топлива от лишних примесей. После этоко этапа цетановое число приводится в норму и в дизтопливо добавляют различные присадки.
Производство дизельного топлива достаточно трудоемкий процесс. Установки для переработки нефти и выделения дизтоплива достигают стоимости в несколько сотен миллионов долларов. При постоянном изменении требований экологических организаций к качеству и составу дизельного топлива, производителям приходится нести огромные затраты на установки нового оборудования.
Состав и характеристики дизтоплива
Дизельное топливо (ДТ) — это нефтепродукт, состоящий из смеси углеводородов, которые получают методом перегонки и отбора из них определенных фракций. Сейчас ДТ широко применяется в качестве горючего для ДВС сельскохозяйственных и строительных машин, тепловозов, судов, легковых авто.
Особенность углеводородов в высоком пороге температуры кипения — от 300°С, а производство и переработка дизельного горючего предполагает его соответствие установленным стандартам, по которым определяются марки и классы. Основные (базовые) виды дизельного топлива:
- Летнее
- Зимнее
- Арктическое
В этих трех марках заложены ключевые характеристики и свойства дизельного топлива:
- температурный порог воспламенения от давления;
- температурный предел применения;
- температура загустевания.
Важный параметр дизтоплива — цетановое число, характеризующее качество горючей смеси. По нему определяют, как быстро происходит возгорание смеси в цилиндрах силового агрегата. Чем меньше цетановое число, тем больше требуется времени на возгорание. Следовательно, чем число больше, тем эффективнее будет работа двигателя. Если говорить по-другому, то цетановым числом отображается задержка по времени между поступлением смеси в цилиндры и зажиганием ее от сжатия.
Часто возникает вопрос — дизельное топливо и солярка одно и то же? Состав дизельного топлива с числом меньше 40 считается низкокачественным, и работа мотора с таким горючим будет неустойчивой: падение мощности, детонация. В народе такое топливо еще называют соляркой. Это слово произошло из немецкого языка, что означает Solaröl (солнечное масло). В XIX столетии так называли получаемую от перегонки нефти тяжелую фракцию желтого цвета. Несмотря на то, что использование солярки в ДВС малоэффективно, сфера ее применения не менее обширна: это различные нагревательные приборы, используемые в быту, строительстве и на производствах, электрогенераторы.
Для ДВС легковых автомобилей в Европе цетановое число дизеля должно быть 54-56 единиц. В России же, эти стандарты менее жесткие, по сравнению с европейскими. У нас допускаются характеристики дизельного топлива для ДВС тяжелой техники с числом 48 (для зимнего ДТ). Существуют исключения для летних марок с депрессорными присадками, где это число может быть снижено до 42 единиц.
Но и ДТ с повышенным цетановым числом — тоже нехорошо. Если этот показатель выше 60, то такое горючее не успевает сгорать в цилиндрах, следствие — чрезмерная дымность выхлопов, повышенный расход.
Состав и плотность
Летнее дизтопливо (ДТЛ), согласно ГОСТу, предназначается для применения при температуре внешней среды выше 0° Цельсия, так как ниже этой отметки летний дизель начинает густеть, а при t° -10 — застывать. Зимний дизель (ДТЗ) рассчитан на применение в холодный период или в северных регионах до нижнего температурного предела – 20-30°С в зависимости от добавок. Арктическое горючее (ДТА) сохраняет свои свойства даже при температуре -55°С.
Основные составляющие сырья для производства дизтоплива включают сероводороды, щелочь, кислоты, воду и прочие примеси в меньшем процентном соотношении. Этих включений не должно быть в готовом продукте, так как они не позволяют использовать его в ДВС безопасно. Каждый из этих компонентов по-своему влияет на узлы и различные части, из которых состоит мотор, вызывает коррозию и изменение физико-химических свойств стали, чугуна, меди, алюминия, резины, пластика.
Свойства дизельного топлива отличаются также и по содержанию в их составе серы (количество единиц на определенный объем). В ДТЛ этот показатель составляет 0,2% на 1 л, в ДТЗ — 0,5%, в ДТА — 0,4%. Благодаря включениям серы в составе дизельного горючего, улучшается его смазывающее свойство, однако слишком большая сернистость является причиной повышенной токсичности отработанных выхлопов. На нефтеперегонных заводах процент включения серы снижают до указанных выше значений, получая, таким образом, основу для дальнейшего производства определенных марок ДТ.
Все марки топлива имеют отличия по плотности в килограммах на кубический метр (или в граммах на куб. см) с коэффициентом от 0,76 до 0,9. Чем выше температура окружающей среды, тем больший объем приобретает любая жидкость, но если говорить о нефтепродуктах в сравнении с водой, то этот показатель расширения объема выше на 15-25%. Но увеличенный объем не означает повышение массы, она остается неизменной при любых температурах.
В процессе перегонки нефти, фракции дизеля нагревают до высоких температур: ДТЛ — до 345°С; ДТА — не выше 335°С. Чем больше нагрев, тем выше будет плотность дизеля на выходе, а следовательно и предел температуры замерзания готового продукта.
Виды дизтоплива: параметры
Нередко водители или операторы техники забывают о таком недостатке ДТ, как способность его загустевания даже при незначительном морозе. Поэтому возникают ситуации, когда двигатель не запускается, и приходится решать проблему методами нагрева топливных баков открытым огнем, что довольно небезопасно. Чтобы избежать подобных проблем, следует заблаговременно и правильно приобретать соответствующую марку дизтоплива в зависимости от погодных условий и знать ее особенности. Ниже рассмотрим характеристики ДТ по его классам.
Летние марки
Особенность ДТЛ — сохранение рабочего жидкого состояния требуемой плотности при t°= 0 и больше градусов. Основные параметры летнего дизеля следующие:
- цетановое число — больше 51 ед. при температуре использования до 45°С окружающего воздуха;
- плотность — 845-865 кг/м3 при t использования 20-25°С;
- вязкость — 4-6,1 кв. мм/ с при t°=19-25°С;
- порог замерзания — -10°С.
Однако следует учесть, что в действительности, несмотря на то, что двигатель и работает, при незначительных температурах ниже «нуля», летние марки ДТ уже теряют свои эксплуатационные качества.
К недостаткам летнего ДТ можно отнести повышенную способность образования водяного конденсата, вода внутри бака с топливом отслаивается и скапливается внизу. Сбои в работе ДВС по большей части происходят именно по причине водяных пробок, которые блокируют ТНВД. Некоторые водители, чтобы избежать проблем с забором образовавшейся воды, располагают всасывающую трубку в баке несколько выше и время от времени отвинчивают пробку на его дне для слива конденсата. Специалисты рекомендуют водителям еще задолго до наступления холодов полностью сливать летнее ДТ и даже при умеренных температурах начинать пользоваться качественными зимними сортами.
Зимнее
ДТЗ — это наиболее популярный вид горючего в России, в средней полосе его используют преимущественно всесезонно. Нижний предел замерзания ДТЗ — минус 30. Однако для полярных регионов в зимний период рисковать применять этот вид ДТ не нужно. Главные характеристики зимнего горючего следующие:
- цетановое число — 48 единиц при t использования от минус 30°С окружающего воздуха;
- плотность — 825-845 кг/м3 при t использования от -30 до +15°С;
- вязкость — от 1,8 до 5.1 кв. мм/с максимум при t от -20 до +15°С.
Параметры вязкости для ДТЗ здесь имеют более широкий диапазон ввиду его использования не только в мороз, но при плюсовых весенне-осенних температурах.
Арктическое
ДТА — это незаменимый вид топлива в регионах, где температура окружающего воздуха часто опускается ниже тридцати. Этот дизель способен выдерживать даже антарктические условия зимы, а со специальными присадками сохранять рабочие свойства при температуре минус 55°С. Характерные показатели арктического топлива следующие:
- цетановое число — 40 единиц при t использования от -30°С;
- плотность — 760-820 кг/м3 при t использования от -30 до 0°С;
- вязкость — от 1,45 до 4,6 кв.мм/с максимум при t -30 — 0°С.
Указанные параметры не приводятся для плюсовых температур, так как горючее данного вида нецелесообразно использовать в моторах при t выше «нуля» и по свойствам, и по цене.
Разница стоимости марок дизтоплива
Арктическое дизтопливо, в сравнении с летним, стоит на 20% больше, и на 30% выше в сравнении с зимним ДТ. Использовать летнее горючее при температуре ниже допустимой нельзя. Состав дизельного топлива моментально парафинизируется и загустевает, топливный насос ДВС просто не будет работать, а иногда и просто может выйти из строя, после чего потребуется недешевый ремонт. Однако ДТЗ, ДТА летом допускается кратковременно использовать, при условии, если на данный момент нет летнего варианта горючего. При плюсовых температурах зимние марки ДТ негативно влияют на мотор: появляется детонация, снижается мощность, увеличивается токсичность выхлопных газов.
Отличия в стоимости различных типов ДТ объясняется также затратами на их выработку, наличием пакетов добавок и моторных присадок, которые необходимы для улучшения характеристик ДТ по сезонам. Каждая определенная присадка может повысить цетановое число, понизить температурный порог застывания, умерить токсичность, увеличить смазывающие свойства и ресурс элементов топливного насоса и ДВС в целом.
Биодизель
Этот вид дизельного продукта заслуживает особого внимания. Это инновационная разработка европейских инженеров. Технология производства биологического дизтоплива подразумевает использование и переработку растительных масел. Главное отличие биодизеля от обычных марок ДТ — экологичность. Полный распад его продуктов сгорания без вредных последствий в природной среде происходит уже через 30 суток после попадании в почву, воду или атмосферу.
Получение биодизеля
В борьбе за экологию сейчас вынуждены выступать правительства индустриально развитых стран и специально созданные по этому вопросу международные организации. К этому времени были введены новые стандарты в производстве и эксплуатации биотоплива.
Биодизель предназначен, в первую очередь, для использования в ДВС легкового транспорта, далее — для грузовиков и в промышленности. На его основе изготавливаются обычно летние марки высококачественного ДТ. Цетановое число биодизеля 58 единиц, а температура возгорания — 100°C, у него отличные смазывающие свойства, пониженный процент выброса в атмосферу СО2. Благодаря совокупности таких характеристик, разработчики продукта предоставили возможность автолюбителям и предприятиям не только значительно увеличить ресурс ДВС и уменьшить затраты на обслуживание, ремонт, но и существенно снизить риски взрывов и пожаров.
Особенность биологического ДТ — наличие в массе растительных и животных жиров. Структура биотоплива натуральна, а сам продукт есть результат переработки таких сельскохозяйственных культур как рапс, соя и прочие маслосодержащие виды растений, жир крупного рогатого скота. Отличительные характеристики дизельного топлива данного типа в том, что его можно применять в качестве добавок к традиционным видам горючего.
Биодизель имеет специальные обозначения. К примеру, в Соединенных Штатах Америки биологическое топливо в названии включает литеру «B», за которой идет цифровое значение, указывающее на процент содержания биодобавки в общей массе топлива. Цетановое число не ниже 50 ед.
Биодизель производят по технологии, аналогичной изготовлению дизтоплива из нефти. Сегодня существуют марки биодизеля не только летние, но для условий межсезонья и зимы в умеренных широтах.
Летнее дизельное биотопливо используется только при плюсовых температурах, промежуточные марки — до -10° ниже нуля, зимний биодизель — до минус 15-20°С. Морозоустойчивость зимних марок достигается благодаря применению специальных присадок, изначально разработанных для улучшения свойств ДТ.
Стандарты экологичности
Евро 3
Несмотря на инновационность разработки, этот стандарт ДТ уже устарел, он был актуальным в странах Европейского Союза до 2006 года. С того времени третий стандарт постепенно был вытеснен с производства. Международные организации ввели и утвердили новые требования, из-за которых стандарт Евро 3 перестал удовлетворять усовершенствованным нормам.
Евро 4
Этот стандарт постепенно приходил на смену Euro 3, начиная с 2005 года. Все ввозимые транспортные средства на территорию России с 2013 г. должны соответствовать этому стандарту, исключение — автомобили до 2012 г. выпуска, для которых еще допустимы требования стандарта Евро 3. Здесь следует акцентировать внимание автовладельцев на том, что в ближайшем времени международное сообщество намерено совсем запретить эксплуатацию ТС с двигателями стандарта экологичности ниже Евро 4.
Евро 5
Этот стандарт введен с 2009 г. Он обязателен для всех транспортных средств, выпускаемых мировой промышленностью с 2010 года. В Российской Федерации этот стандарт также введен в действие, как в отечественном автомобилестроении, так и для ввозимого автотранспорта из-за границы.
Евро 6
Новый стандарт Евро 6 был введен в странах ЕС осенью 2015 г. Он подразумевает доработку под него ДВС с новой схемой рециркуляции выхлопов EGR, системой селекции газов SCR, сажевых фильтров. Благодаря применению катализаторов и дополнительных химических присадок в обновленных двигателях эффективнее нейтрализуются вредные выбросы, в выхлопе присутствуют только вода и безвредные газы.
В РФ этот стандарт пока не действует, ввиду необходимости перестройки производств автопрома и НПЗ. Однако сейчас действуют нормы Евро 5.
Содержание вредных веществ в экологических классах
Главные эксплуатационные характеристики дизтоплива
Устойчивость к низким температурам — это основной параметр дизельного топлива, которым определяются условия его использования и особенности хранения.
Другим основным показателем качества ДТ является вышеупомянутое цетановое число. Чем выше его значение, тем увереннее можно судить о более продолжительном ресурсе ДВС. Двигатель равномерно работает, исключена детонация, повышена динамика машины.
По показателю температуры воспламенения определяется степень безопасности использования дизтоплива в ДВС. По фрикционному составу в ДТ определяется, полностью ли будет в цилиндрах сгорать смесь, уровень дымности и степень токсичности выхлопов.
От плотности ДТ зависит, насколько эффективной будет подача горючего по каналам топливной системы, его фильтрация и распыление в форсунках.
Содержание серы. Ее отсутствие в составе делает горючее слишком «пресным» — возникает нехватка в смазке элементов топливной аппаратуры. Однако повышенное содержание серы приводит к преждевременному появлению коррозии на деталях ДВС, быстрому накоплению нагара, повышенному уровню износа ТНВД.
В число основных характеристик ДТ, особенно в современных условиях, вошел показатель чистоты продукта. Это не только продление ресурса узлов и элементов транспортных средств, но и поддержание в норме экологии в местах промышленного производства.
Вывод
Дизельное топливо сравнительно недавно вышло на позиции второго основного горючего для легковых автомобилей, хотя для тяжелых машин и в промышленности оно используется уже многие десятилетия. По причине широкого распространения ДТ в легковом транспорте, вырос на него спрос, следовательно, и рынок отреагировал повышением стоимости.
И если в недалеком прошлом было выгодно приобретать дизельные автомобили только из-за экономии на цене дизтоплива, то теперь целесообразность использования дизельных авто основана на экологичности, продолжительности ресурса ДВС и всё той же экономии. ДТ по-прежнему остается, хоть и не намного, но дешевле бензина.
И если вы сделали выбор в пользу приобретения автомобиля с дизельным мотором, то очень важно знать о горючем для него как можно больше. Только так вам удастся избежать сложностей в эксплуатации техники, связанных с особенностями этого вида топлива.
Дизельное топливо — горючее для сельскохозяйственной техники, строительных машин,
автомобилей, судов и тепловозов, оно представляет собой продукт нефтяной переработки.
Начиная с 1991 г., требования к химическому и фракционному составу продолжают
ужесточаться. Это вызвано не только тем, что некачественное топливо приводит к быстрому
износу транспорта. Ежегодный объем выбросов сгоревших элементов ДТ наносит вред
окружающей среде.
Вязкость
Показатель вязкости определяет температурные условия использования топлива. Исходя из
этого, выделяют летний, зимний и арктический виды горючего с нормами содержания 3-6,
1,8-5 и 1,5-4 мм2/с.
Летнее ДТ загустевает, если температура -5°С и ниже, а застывает при -10°С. Плотное и вязкое
горючее ухудшает сгорание вещества и приводит к тому, что расход топлива увеличивается,
возрастает дымообразование, выбрасывается большое количество сажи.
С другой стороны, маловязкое топливо отрицательно влияет на износ деталей насосов, т.к.
провоцирует подтекание форсунок. Это способствует образованию нагара. Поэтому такой вид
ДТ требует добавления противоизносных присадок.
Независимо от того, какая вязкость горючего, продукты распада использованного продукта
попадают в атмосферу и наносят экологический вред. Чтобы снизить отрицательное
воздействие выхлопов, производители занимаются разработкой систем очистки отработанного
топлива, устанавливают фильтры, на которые оседает сажа, вводят нейтрализующие вещества.
Основной химический состав дизельного топлива
Основу дизельного горючего составляют 3 группы элементов:
1. Парафиновые углеводороды. Это алканы и нефтяные парафины, производные которых
присутствуют в метане, пропане и нефти. Их содержание 10-40%.
2. Нафтеновые углеводороды встречаются в виде циклогексана и циклопентана, занимают
20-60% общего состава ДТ. Не присутствуют в газообразных веществах.
3. Ароматические углеводороды. Занимают 15-30% в конечном продукте.
На качество влияют и механические примеси, вода, смолистые и сернистые соединения.
Фракционный состав
С помощью данных о фракционном составе дизельного топлива производят расчет времени
перехода горючего из жидкого состояния в газообразное под воздействием высокой или
низкой температуры.
Чем меньше фракций и выше температура кипения, тем быстрее происходит испарение. Это
означает, что такое топливо рекомендуется использовать для двигателей тепловозов. Если
применять облегченный фракционный состав в других моторах, это может привести к
быстрому износу компонентов моторной системы. Снижается цетановое число, провоцируя
нарастание давления в клапанах.
Если утяжелить горючее путем добавления фракций, смесь будет образовываться медленно, а
во время испарения останутся капли жидкости. Они не сгорят, а осядут, образуя нагар и
закупоривая форсунки. Мощность дизеля уменьшится, а потребление ДТ возрастет.
Механические примеси дизельного топлива
Сернистые нефти являются сырьем для производства ДТ. Процесс очистки от серы сложный и
дорогостоящий. Однако повышенное содержание этого элемента приводит к уменьшению
срока эксплуатации технического оборудования и транспортных средств.
И активные, и неактивные сернистые соединения вызывают коррозию металла. Нужно
учитывать, что современные модели дизелей более склонны к окислению и образованию
нагара. Поэтому в моторное масло нужно добавлять моющие присадки и менять его чаще, чем
в старых образцах ДВС.
Опасность представляет и конденсат, образующийся при запуске и прогреве мотора, поскольку
он приводит к скоплению воды, которой в топливе быть не должно.
Следует избегать работы двигателя при перепадах температур, частого использования
холостого хода, что бывает характерно для тепловозов и других ДВС большого объема. Такие
условия увеличивают расходы на эксплуатацию и количество ремонтов оборудования в
несколько раз.
Причиной появления примесей может стать неправильное хранение и транспортировка
горючего. Чтобы избежать необходимости применения большого количества присадок, нужно
придерживаться следующих рекомендаций:
- поддерживать чистоту в топливном баке.
- сливать отстой из фильтра.
Свойства ДТ при низких температурах
Чтобы уменьшить температуру, при которой топливо становится вязким, в его состав включают
тяжелые фракции углеводорода. Больше всего таких примесей в арктической марке топлива.
Летнее горючее начинает мутнеть при -3°С. Если допустить его кристаллизацию, могут выйти
из строя поршни. Исправить данную проблему не представляется возможным. Поэтому следует
использовать ту марку топлива, свойства которой отвечают температурным условиям.
Средневязкое топливо сохраняет текучесть при низких температурах. Это означает, что
рабочий процесс в двигателе будет экономичным и эффективным.
Коррозийность топлива
Коррозионное воздействие на ДВС совершается соединениями серы. Имеются в виду
сульфиды, дисульфиды, меркаптаны, тиофаны и т.д.
По европейским нормам, количество серы не должно превышать 0,001% (ультранизкое
содержание). При таком показателе нужно добавлять в состав антифрикционные присадки,
которые предотвращают стирание деталей. Такие действия предпринимают, поскольку
смазочные свойства топлива снижаются в подобных условиях.
На территории РФ действуют нормы от 0,15 до 5-7%, требующие введения присадок,
компенсирующих вредное воздействие серы.
Коррозия может быть и газовой. Она образуется вследствие действия высокой температуры,
возникающей при сгорании сернистого и серного ангидридов. Не исключается
низкотемпературная коррозия, к которой приводят накопления водорастворимых кислот в
масле.
Для их нейтрализации используется водонерастворимый едкий натр (КОН). Его применение
ограничивается 5 мг на 100 мл ДТ.
От чего зависит химический состав дизельного топлива
Поскольку ДТ — это нефтепродукт, его химический состав может изменяться в зависимости от
внешних факторов:
- где добывают нефть, какой ее первоначальный состав.
- какова температура перегонки.
- какие присадки используются.
На что влияет состав ДТ
Одной из важнейших характеристик, на которую влияет состав ДТ, является показатель
цетанового числа. Он дает информацию о том, насколько быстро происходит воспламенение
горючей смеси. Чем выше число, тем более плавно проходит процесс.
На количество единиц влияет соотношение углеводородов. Чем больше парафиновых
углеводородов, тем выше цетановое число. Если становится больше ароматических элементов,
оно снижается.
Если показатель меньше 40, это приводит к тому, что вследствие задержки воспламенения
повышается давление. Это отрицательно сказывается на износе оборудования.
Чтобы избежать этого, в ДТ добавляют легковоспламеняющиеся фракции. К таким присадкам
относятся нитросоединения, перекись углеводородов, синтин. Вводят их с помощью установки
типа УСБ, которая смешивает ДТ и цетаноповышающие присадки. Гарантийный период, в
которой можно не опасаться расслоения, — 180 дней.
Виды топлива, в которых цетановое число 45-51, считаются премиальными. При их горении
выделяется малое количество дыма, благодаря чему снижается экологический вред от
применения дизелей.
Если число свыше 60 единиц, дымность увеличивается, т.к. не все элементы сгорают.
Повышается расход топлива.
Состав горючего влияет и на все прочие характеристики:
1. Температура кипения и застывания. Чем холоднее погода, тем больше углеводородных
фракций требуется в топливе. Используются депрессионные присадки, не влияющие на
температуру помутнения. Это подходит не для всех видов двигателей.
2. Долговечность работы двигателя. Чем меньше нафтановых углеводородов и смол,
водорода и других примесей, тем более щадящим будет эксплуатация мотора.
3. Испаряемость. Становится выше, когда смолистых соединений меньше.
4. Химическая стабильность — способность не окисляться при длительном хранении.
Экологические требования к дизельному топливу
В последнее десятилетие 20 в. наметилась тенденция ужесточения экологических требований.
Отечественные нормы содержания серы, цетанового числа и фракционного состава ниже
европейских.
Вязкость топлива за рубежом рассчитывается, принимая в расчет температуру +40°С, и
составляет 2,0-4,5 мм2/с. Содержание сернистых соединений постепенно снижено до 0,001%. В
РФ действует прежняя норма 0,2%.
Массовая доля ароматических углеводородов не должна превышать 10% для соответствия
требованиям экологической безопасности. Однако способы перегонки нефти, применяемые на
территории России, позволяют не выходить за пределы 23-28%.
Норма цетанового числа в Европе — 51, РФ — 45, а для СТБ 1658-2006 — 49. Ассоциация
европейских автомобильных компаний внесла предложение утвердить показатель 58.
Фракционный состав для большинства видов достигает +360°С и совпадает с европейской
нормой.
Как работает мочевина в двигателе
Для того чтобы снизить вред, который наносят окружающей среде выхлопы дизтоплива, была
разработана система очистки. Одним из компонентов, благотворно влияющим на состав
дизеля, является мочевина. Благодаря ей удается удерживать уровень токсичности
отработанных веществ в соответствии с нормами Евро-4, Евро-5 и Евро-6.
Объяснить принцип работы можно на примере технологии Bluetec. Раствор AdBlue заливается
в отдельный бак. Система впрыска обеспечивает подачу в выпускную трубу. В качестве
мочевины для обработки состава дизеля использован карбамид.
Смесь выхлопных газов и аммиака попадает в нейтрализатор и подвергается воздействию
температуры +300°С и нейтрализующего слоя. При данных условиях возникает химическая
реакция, которая приводит к разложению азотистых соединений на азот и воду. Прочие
токсичные элементы также сгорают.
Данная система очистки имеет ряд преимуществ:
1. Безвредность. Это избавляет от необходимости уменьшать мощность двигателя, т.к. все
выхлопы разлагаются на органические вещества.
2. Соответствие европейским стандартам, что позволяет избегать расходов, связанных с
повышенным налогообложением и штрафами на территории вне РФ.
3. Экономное расходование. Средний показатель — 1л/1000 км. Если объем двигателя
большой, то на 1000 км понадобится 20 л нейтрализатора.
4. Доступность реагента. В продаже мочевина имеется в готовом виде. Можно приобрести и
органический, и искусственный раствор, расфасованный по 20 л. Стоимость 1 канистры —
7-10 евро.
Однако нужно учесть, что топливо, подходящее для реакции с мочевиной, должно быть
низкосернистым. Для использования нейтрализатора нужно специальное оборудование, что
приводит к дополнительным расходам на его внедрение и обслуживание. Раствор начинает
замерзать при -12°С, что делает невозможным его применение в условиях суровых российских
зим.
Конец — кипение — дизельное топливо
Конец — кипение — дизельное топливо
Cтраница 1
Конец кипения дизельного топлива ( 340 С, 42 % по ИТК) является началом кипения масляной фракции М-1. Заданной вязкости vso10 сСт соответствует 48 % — ная точка по ИТК. [1]
Температура конца кипения дизельного топлива ( 360 С, 44 % масс, по ИТК) является температурой начала кипения масляной фракции М-1. [3]
Хартия предусматривает снижение температуры конца кипения дизельного топлива с 370 С ( как это имеет место для отечественного дизельного топлива утяжеленного фракционного состава) до 350 С и, что особенно важно, ужесточение требований по 90 % — ной точке перегонки с 340 С ( как это имеет место для отечественного топлива) до 320 С. Понятно, что пересмотр требований по фракционному составу приводит к сокращению объема выработки дизельных топлив. [4]
Чтобы выдержать требуемую температуру застывания, обычно стремятся либо готовить дизельное топливо из малопарафинистых нефтей, дающих дистилляты с достаточно низкими температурами застывания, либо понижают конец кипения дизельного топлива, чтобы уменьшить содержание концевых фракций с наиболее высокими температурами застывания. Однако такие пути улучшения температуры застывания дизельных топлив значительно снижают их ресурсы. [5]
На действующих установках АВТ налегание соседних фракций характеризуется следующими данными: между началом кипения керосина и концом кипения бензина по Новокуйбышевскому заводу до 16 С, по Омскому до 36 С; между концом кипения керосина и началом кипения дизельного топлива по НКНПЗ 40 — 45 С, по УНПЗ 40 — 60 С, по ОНПЗ 22 — 36 С; между концом кипения дизельного топлива и началом кипения мазута по этим же заводам составляет от 50 до 90 С. Аналогичная картина наблюдается также по колоннам К-2 установок типа А-12 / 2 производительностью 2 0 млн. т / год нефти. [6]
На рис. 33 приведен фракционный состав ( определение проводили в вакууме, результаты пересчитаны на атмосферное давление) опытно-промышленного образца утяжеленного и стандартного дизельных топлив [ 21, с. Как видно, температура конца кипения стандартного дизельного топлива равна 370 С, утяжеленного-400 С. Возможно, в дальнейшем при внедрении утяжеленных топлив придется перейти на оценку фракционного состава под вакуумом. Метод такой разработан и применяется в комплексе методов на топлива для тяжелых газотурбинных топлив ( см. гл. [7]
При вовлечении в состав дистиллята дизельного топлива атмосферной колонны фракций мазута до 330 С по ИТК выкипаемость его 50 % — ной точки возрастает на 7 — — 9 С; при вовлечении фракций до 340 С — на 9 — 10 С и фракций до 360 С — на 16 — 20 С. Причем, как это видно из данных рис. 3, только при снижении конца кипения дизельного топлива до 330 С ( уменьшение выхода его на 25 %) вы-кипаемость его 50 % — ной точки Становится нормальной. [8]
При вовлечении в состав дистиллята дизельного топлива атмосферной колонны фракций мазута до 330 С по ИТК ( выкипаемость его 50 % — ной точки возрастает на 7 — 9 С; при вовлечении фракций до 340 С — на 9 — 10 С и фракций до 360 С — на 16 — 20 С. Причем, как это видно из данных рис. 3, только при снижении конца кипения дизельного топлива до 330 С ( уменьшение выхода его на 25 %) выкипаемость его 50 % — ной точки становится нормальной. [9]
Данные, приведенные в таблице, показывают, что синтетические углеводороды, кипящие в интервале 180 — 200, застывают при температуре минус 46, а кипящие при температуре выше 250, застывают уже при температуре выше нуля. Следовательно, конец кипения для синтетического дизельного топлива должен быть понижен по сравнению с концом кипения нефтяного дизельного топлива. [11]
Интересны и результаты оценки термоокислительной стабильности топлива, полученного гидрокрекингом. Уменьшение содержания осадка и фактических смол после окисления топлива, очевидно, связано и с меньшим содержанием ароматических углеводородов. К значительному улучшению термоокислительной стабильности приводит снижение температуры конца кипения дизельного топлива, так как в этом случае снижается содержание серы, ароматических углеводородов, смолистых и азотистых соединений. С уменьшением склонности топлива к осадкообразованию сок
Топлива температуры выкипания и кипения
В авиационных бензинах определяют температуру начала кипения и температуры, при которых перегоняется 10, 40, 50, 90. 97 или 97,5% топлива. Температура выкипания 10% характеризует пусковые свойства бензинов, надежность запуска двигателя в различных условиях и, в частности, при низкой температуре окружающего, воздуха. Эта точка нормируется в пределах 75—88° С. Температура выкипания 50% характеризует скорость прогрева мотора при запуске и плавность перехода двигателя от одного режима работы к другому, а также устойчивость его работы. Выкипание 50%-ной фракции нормируется при температуре не больше 105° С. [c.43]Температура начала кипения указывает на присутствие легких фракций, характеризует огнеопасность и склонность к образованию паровых пробок, но не дает представления о количестве этих фракций. О количестве легких фракций можно судить по температуре перегонки 10% топлива. Температура выкипания 50% топлива характеризует среднюю испаряемость. Температура перегонки 90% топлива и конец кипения указывают на присутствие в топливе тяжелых, трудноиспаряющихся фракций. Чем меньше содержится этих фракций в топливе, тем полнее оно испаряется в двигателе. [c.115]
Углеводородное топливо представляет собой жидкость сложного состава, состоящую из большого количества индивидуальных углеводородов. Такая жидкость не имеет определенной температуры кипения, процесс кипения происходит в некотором интервале температур. Характеризовать испаряемость жидкостей сложного состава можно фракционным составом, т. е. предельными температурами выкипания определенных объемных долей (фракций). Характерными точками фракционного состава обычно считают температуру начала кипения, температуру выкипания 10, 50, 90% объема топлива и температуру конца кипения. Фракционный состав топлива определяют по ГОСТ 2177—59 в лабораторных условиях на стандартной установке, схема которой показана на рис. 4. [c.22]
По температуре выкипания 90 и 98% топлива и по температуре конца его кипения судят о присутствии в топливе высококипящих фракций. Повышенное содержание их может привести к снижению мощности и нарушению нормального режима, разжижению смазки вследствие неполного испарения топлива. [c.194]
При определении фракционного состава любого топлива обязательно определяют температуру начала (/ к) и конца С кк) перегонки (кипения). Кроме того, обычно определяют температуры выкипания (перегонки) (/ю), [c.99]
Испаряемость — это показатель качества топлива, характеризующий его фракционный состав и величину упругости паров топлива при температуре 38° С. О фракционном составе топлива судят по температуре начала кипения и по температурам выкипания 10, 50, 90 и 97—98% топлива. [c.12]
Температура начала кипения топлива характеризует наличие в нем легких пусковых фракций, но не указывает их количество. Температура выкипания 10% топлива характеризует наличие в нем не только легких пусковых фракций, но и количество их. Чем ниже температура начала кипения и выкипания 10% топлива, тем легче протекает запуск двигателя. По температуре выкипания 50% топлива судят о средней его испаряемости и о влиянии топлива на устойчивость работы двигателя. Чем ниже эта температура, тем устойчивее работа двигателя на топливе данного сорта. [c.12]
Соляровое масло и дизельное топливо содержат вы-сококипящие фракции. Так, например, температура начала кипения солярового масла /н.к=174°С, а температура выкипания 96%, 96 = 337°С. [c.208]
Второй путь расширения ресурсов дизельных топлив-повышение температуры конца кипения (утяжеленные топлива). Лабораторные эксперименты и первые испытания свидетельствуют о возможности увеличения ресурсов дизельного топлива на 3-4% за счет повышения температуры конца кипения, т.е. в результате более глубокого отбора из нефти прямогонных фракций с температурой выкипания на 25-30 °С выше температуры выкипания стандартного дизельного топлива [21, с. 15-17]. [c.84]
Испарение углеводородов при нерегонке нефти происходит не только при их кипении, но и при температурах, значительно более низких. Так, при телшературах выкипания бензиновых фракций вместе с углеводородами, составляющими их, перегоняются и углеводороды более тяжелые, входящие во фракции реактивного топлива и керосина. В результате мы можем получить не чистый бензин, а смесь его с более тяжелыми продуктами. Следовательно, перегонка нефти должна проводиться в условиях тщательного отделения одной фракции от другой, чтобы каждая фракция имела свой постоянный состав и отвечала предъявляемым к ней требованиям в отношении температуры выкипания, плотности, вязкости и пр. [c.84]
Не меньшее значение имеет и полнота испарения топлива, что по данным стандартной разгонки хорошо характеризуется температурами выкипания 90, 97—98% и конца кипения. При повышении этих температур уменьшается полнота испарения топлива, что влечет за собой неравномерность в его распределении по цилиндрам двигателя, разжижение смазки, увеличение расхода топлива и масла и в конечном итоге ускоряет износ двигателя. [c.82]
Легкие фракции бензина (по кривой от начала кипения до выкипания 10 %) характеризуют (рис. 2) пусковые свойства топлива чем ниже температура выкипания 10 % топлива, тем лучше пусковые свойства. Для пуска холодного двигателя необходимо, чтобы 10 % бензина выкипало при температуре не выше 55 С (зимний сорт) и 70 С (летний). Зная температуру выкипания 10 % бензина, можно приближенно оценить минимальную температуру окружающего воздуха, при которой возможен пуск двигателя [c.28]
Величины удельных нагрузок и скоростей взаимного движения деталей в узлах трения двигателя внутреннего сгорания таковы, что полноценную смазку можно было бы обеспечить при помощи масла значительно меньшей вязкости, чем у применяемых в настоящее время. Неизбежность разбавления масла горючим и связанное с этим снижение вязкости работающего масла вызывают необходимость использовать масла с достаточным запасом вязкости. Обычно в отработанных авиационных маслах содержание бензина составляет 2—3%, в автомобильных маслах — 3—7%. Следовательно, чем тяжелее применяемое топливо, т. е. чем выше температура его выкипания, тем медленнее оно испаряется, легче конденсируется и тем интенсивнее происходит разжижение масла. Действительно, если температура конца кипения авиационного бензина 180° С, то степень разжижения отработанного авиационного масла не превышает 3% при температуре конца кипения автомобильных бензинов 195° С (А = 72) и 205° С (А = 66) степен
Плотность паров дизельного топлива меньше, чем у бензина. Они также менее летучие, поэтому процессы испарения, образования горючих смесей с воздухом, сгорания, а также образования взрывоопасных смесей для двух видов топлива различны.
Дизельное топливо неоднородно, состоит из нафтеновых, парафиновых и ароматических углеводородов, их производных и других химических соединений. Эта неоднородность отражается как на составе паров, так и на свойствах самого дизельного топлива.
В перечне характеристик топлива есть понятия, относящиеся к его парам.
Температура вспышки паров дизельного топлива
Её значение характеризует сам момент вспышки, затем пламя быстро гаснет, поскольку при этой температуре скорость образования горючей смеси ещё мала для горения. Воспламенение наступает позже, когда температура нефтепродукта и его паров возрастут.
Понятие температуры вспышки паров активно используется в производстве и исследовании качества топлива:
- для установления норм безопасного обращения с горючим;
- для определения его чистоты;
- для выявления фальсификатов и опасных добавок;
- для правильных расчётов работы энергоустановок.
Температура вспышки паров дизельного топлива в открытом тигле — от 52 до 96 ºС. Для бензина её значение составляет -43 ºС. Однако при сравнении температур самовоспламенения наблюдается обратная картина: для дизельного топлива это 210, для бензина — 246 ºС. Вещества, имеющие температуру вспышки паров ниже 61 ºС, относятся к легковоспламеняющимся, поэтому и бензин, и ДТ — в их числе.
Температуру вспышки всегда учитывают:
- при перевозке и хранении топлива в жаркую пору года;
- при размещении мощного работающего двигателя в закрытом помещении;
- при производстве ДТ.
ГОСТ 305-82 устанавливает температуру вспышки паров для ДТ общего назначения не выше 40, для двигателей тепловозов и морских судов — не выше 62 ºС.
Давление насыщенного пара
Давление насыщенных паров дизельного топлива — это равновесное количество пара вещества над жидкостью при установленных объёмах двух фаз и заданной температуре. Измеряется в Па или мм. рт. ст. на специальном устройстве.
Поскольку ДТ состоит из различного набора химических соединений, давление насыщенного пара зависит не только от марки продукта, но и от сорта нефти. Для дизельного топлива его значения составляют от 800 до 1333 Па или от 6 до 10 мм.рт. ст., для бензина — от 48 000 до 93 000Па или от 370 до 720 мм. рт. ст.
От плотности насыщенных паров топлива и состава фракций зависит, в свою очередь, испаряемость материала, то есть способность перехода из жидкого в газообразное состояние, определяющая качество запуска и работы двигателя.
Давление насыщенных паров ДТ тем выше, чем ниже температура кипения фракции. Чем легче фракции, тем проще запуск двигателя.
Класс опасности паров дизельного топлива
По ГОСТ 12.1.044 дизельное топливо — это легковоспламеняющаяся жидкость. В соответствии с ГОСТ 12.1.007 по степени воздействия на организм человека его относят к 4 классу опасности (малоопасная жидкость).
Предельная концентрация паров ДТ в рабочей зоне — 300 мг/м³. Взрывоопасной считается также концентрация его паров в смеси с воздухом в диапазоне от 2 до 12 %. При наличии взрывоопасной концентрации нижним и верхним температурными пределами взрываемости насыщенных паров считаются 70 и 120 ºС соответственно.
Звоните по номеру +7 (812) 426-10-10. С нами удобно, доставка 24/7
точек кипения при высоком давлении
Когда вода нагревается, она достигает температуры — точки кипения — при которой давление пара достаточно велико, чтобы внутри воды образовались пузырьки. Температура кипения воды зависит от давления.
Онлайн калькулятор точки кипения воды
Приведенный ниже калькулятор можно использовать для расчета точки кипения воды при заданных абсолютных давлениях.
Температура на выходе указывается в ° C, ° F, K и ° R.
Примечание! Давление должно быть в пределах 1-220 бар, 14.7-3200 фунтов на квадратный дюйм, 760-165 000 мм рт.ст. или 30-6500 рт.ст.
Точки кипения воды при абсолютных давлениях в диапазоне от 1 до 70 бар или от 14,7 до 1000 фунтов на квадратный дюйм указаны на рисунках и в таблицах ниже:
См. Вода и Тяжелая вода для термодинамических свойств в стандартных условиях.
См. Также другие свойства Вода при различных температурах и давлении : Точки кипения при вакуумном давлении, Плотность и удельный вес, Динамическая и кинематическая вязкость, Энтальпия и энтропия, Теплота испарения, Константа ионизации, pK w , нормальной и тяжелой воды, точки плавления при высоком давлении, число Прандтля, свойства в условиях равновесия газ-жидкость, давление насыщения, удельный вес, удельная теплоемкость (теплоемкость), удельный объем, теплопроводность, температуропроводность и давление пара при газо- жидкое равновесие.
| Абсолютное давление | Температура кипения воды | ||||||||||||||||
| [бара] [1×10 5 * Па] | 9003 фунт / кв.дюйм] [мм рт.ст.] | [в рт.ст.013 | 14,7 | 760 | 29,92 | 100 | 212 | ||||||||||
| 1,034 | 15,0 | 776 | 30,54 | 101 | 213 | ||||||||||||
| 1,103 | 16,0 | 851 900,0 | 102 | 216 | |||||||||||||
| 1,172 | 17,0 | 879 | 34,61 | 104 | 219 | ||||||||||||
| 1.241 | 18,0 | 931 | 36,65 | 106 | 222 | ||||||||||||
| 1,310 | 19,0 | 983 | 38,68 | 107 | 225 | ||||||||||||
| 1,3379 | 20,0 | 4051 900,0 | 4051 20,0 | 4051 | 109 | 228 | |||||||||||
| 1,517 | 22,0 | 1138 | 44,79 | 112 | 233 | ||||||||||||
| 1.655 | 24.0 | 1241 | 48.86 | 114 | 238 | ||||||||||||
| 1.793 | 26.0 | 1345 | 52.94 | 117 | 242 | ||||||||||||
| 1.931 | 1 900 900 900 | 1 900 900 900 900 51 900 0 | 57 48 | 5751 | 119 | 246 | |||||||||||
| 2.068 | 30.0 | 1551 | 61.08 | 121 | 250 | ||||||||||||
| 2.206 | 32.0 | 1655 | 65.15 | 123 | 254 | ||||||||||||
| 2.344 | 34.0 | 1758 | 69.22 | 125 | 258 | ||||||||||||
| 2.482 | 73.0 900 900 | 73 500 900 0 9004 | 127 | 261 | |||||||||||||
| 2,620 | 38,0 | 1965 | 77,37 | 129 | 264 | ||||||||||||
| 2.758 | 40,0 | 2069 | 81,44 | 131 | 267 | ||||||||||||
| 2,896 | 42,0 | 2172 | 85,51 | 132 | 270 | ||||||||||||
| 3,034 | 44,0 | 8951 900,0 | 44,0 | 8951 800 8 900 8 900 51 3 900 8 900 44 | 134 | 273 | |||||||||||
| 3.172 | 46.0 | 2379 | 93.66 | 135 | 276 | ||||||||||||
| 3.309 | 48,0 | 2482 | 97.73 | 137 | 279 | ||||||||||||
| 3.447 | 50.0 | 2586 | 101.8 | 138 | 281 | ||||||||||||
| 3.585 | 95.0 | 10589 | 140 | 284 | |||||||||||||
| 3,723 | 54,0 | 2793 | 109,9 | 141 | 286 | ||||||||||||
| 3.861 | 56.0 | 2896 | 114.0 | 142 | 288 | ||||||||||||
| 3.999 | 58.0 | 2999 | 118.1 | 144 | 291 | ||||||||||||
| 4.137 | 60.0 | 12251 900.0 | 12251 60.0 | 12251 900.0 | 145 | 293 | |||||||||||
| 4,275 | 62,0 | 3206 | 126,2 | 146 | 295 | ||||||||||||
| 4.413 | 64.0 | 3310 | 130.3 | 147 | 297 | ||||||||||||
| 4.551 | 66.0 | 3413 | 134.4 | 148 | 299 | ||||||||||||
| 4.688 | 900.0 | 13.0 | 13 0 | 413 | 149 | 301 | |||||||||||
| 4.826 | 70.0 | 3620 | 142.5 | 151 | 303 | ||||||||||||
| 4.964 | 72,0 | 3723 | 146,6 | 152 | 305 | ||||||||||||
| 5,102 | 74,0 | 3827 | 150,7 | 153 | 307 | ||||||||||||
| 5,240 | 900,0 | 15 40 900 9 900 9 9005 | 154 | 309 | |||||||||||||
| 5.378 | 78.0 | 4034 | 158.8 | 155 | 310 | ||||||||||||
| 5.516 | 80.0 | 4137 | 162.9 | 156 | 312 | ||||||||||||
| 5.654 | 82.0 | 4241 | 167.0 | 157 | 314 | ||||||||||||
| 5.792 | |||||||||||||||||
| 5..0 900 | 175144.0 900 900 17 171 441 900 900 17 171 441 44 900 900 17 171 1 100 9441751 | 158 | 316 | ||||||||||||||
| 5.929 | 86.0 | 4447 | 175.1 | 158 | 317 | ||||||||||||
| 6.067 | 88.0 | 4551 | 179.2 | 159 | 319 | ||||||||||||
| 6.205 | 90.0 | 4654 | 183.2 | 160 | 320 | ||||||||||||
| 6.343 | 92.0 | 1851 900.0 | 92.0 | 1851 900 0 | 4551 | 161 | 322 | ||||||||||
| 6,481 | 94,0 | 4861 | 191,4 | 162 | 323 | ||||||||||||
| 6.619 | 96.0 | 4965 | 195.5 | 163 | 325 | ||||||||||||
| 6.757 | 98.0 | 5068 | 199.5 | 164 | 326 | ||||||||||||
| 6.895 | 2051 1002051 | 164 | 328 | ||||||||||||||
| 7,239 | 105 | 5430 | 213,8 | 166 | 331 | ||||||||||||
| 7.584 | 110 | 5689 | 224.0 | 168 | 335 | ||||||||||||
| 7.929 | 115 | 5947 | 234.1 | 170 | 338 | ||||||||||||
| 8.2 900 900 900 900 120 120 900 900 900 900 12204 | 6204 900 900 900 900 6204 900 900 900 900 6204 | 172 | 341 | ||||||||||||||
| 10,34 | 150 | 7757 | 305,4 | 181 | 359 | ||||||||||||
| 12.07 | 175 | 9050 | 356.3 | 189 | 372 | ||||||||||||
| 13.79 | 200 | 10343 | 407.2 | 194 | 382 | ||||||||||||
| 15.51 | 9005 | 15.51 | 9005 | 15.51 | 15.51 | 15.51 | 9005 07 | 07 | 200 | 392 | |||||||
| 17.24 | 250 | 12929 | 509.0 | 205 | 401 | ||||||||||||
| 18.96 | 275 | 14222 | 559,9 | 210 | 410 | ||||||||||||
| 20.68 | 300 | 15514 | 610.8 | 214 | 417 | ||||||||||||
| 22.41 | 325 | 1651 900 900 900 900 6 900 9 | 218 | 425 | |||||||||||||
| 24.13 | 350 | 18100 | 712,6 | 222 | 432 | ||||||||||||
| 25.86 | 375 | 19393 | 763.5 | 226 | 438 | ||||||||||||
| 27.58 | 400 | 20686 | 814.4 | 229 | 445 | ||||||||||||
| 29.30 | 4265 | 215 | 29.30 | 4265 900 900 900 95 2165 | 233 | 451 | |||||||||||
| 31.03 | 450 | 23272 | 916.2 | 236 | 456 | ||||||||||||
| 32.75 | 475 | 24565 | 967.1 | 239 | 462 | ||||||||||||
| 34.47 | 500 | 25857 | 1018 | 242 | 467 | ||||||||||||
| 36.20 | 5.20 | 2750 3544 | 2451 | 245 | 472 | ||||||||||||
| 37,92 | 550 | 28443 | 1120 | 247 | 477 | ||||||||||||
| 39.64 | 575 | 29736 | 1171 | 250 | 482 | ||||||||||||
| 41.37 | 600 | 31029 | 1222 | 252 | 486 | ||||||||||||
| 43.09 | 1231 | 625 | 1232 900 9 | 625 | 1232 900 9 | 625 | 1232 900 34 | 255 | 491 | ||||||||
| 44,82 | 650 | 33615 | 1323 | 257 | 495 | ||||||||||||
| 46.54 | 675 | 34908 | 1374 | 260 | 499 | ||||||||||||
| 48.26 | 700 | 36200 | 1425 | 262 | 503 | ||||||||||||
| 49.99 | 1495 | 1449 | 1449 900 900 900 900 1449 900 900 900 900 1449 900 900 | 264 | 507 | ||||||||||||
| 51,71 | 750 | 38786 | 1527 | 266 | 511 | ||||||||||||
| 53.43 | 775 | 40079 | 1578 | 268 | 515 | ||||||||||||
| 55.16 | 800 | 41372 | 1629 | 270 900 44 | 518 | ||||||||||||
| 272 | 522 | ||||||||||||||||
| 58,61 | 850 | 43958 | 1731 | 274 | 525 | ||||||||||||
| 60.33 | 875 | 45251 | 1782 | 276 | 529 | ||||||||||||
| 62.05 | 900 | 46543 | 1832 | 278 | 532|||||||||||||
| 65.50 | 1934 | 4912 9004 | 281 | 539 | |||||||||||||
| 68,95 | 1000 | 51715 | 2036 | 285 | 545 | ||||||||||||
| 75.06 | 1089 | 56301 | 2217 | 290 | 555 | ||||||||||||
| 84.64 | 1228 | 63485 | 2499 | 298 | 570 | ||||||||||||
| 98.78 | 983344 900 900 2951 1433 | 9334444 | 2933 | 293344 900 900 | 310 | 590 | |||||||||||
| 114,6 | 1662 | 85965 | 3384 | 321 | 610 | ||||||||||||
| 127.9 | 1854 | 95895 | 3775 | 329 | 625 | ||||||||||||
| 147.3 | 2136 | 110462 | 4349 | 341 | 645 | ||||||||||||
| 163.3 | 1693 | 1293 94444 900 900 900 16 13234444 | 1293 94444 | 163.3 | 163.300 | 163 944 900 9 9005 163 944 900 9 900 9 9 944 944 5151 9004 | 3451 | 163.3 9004 | 163.3 900 900 | 163.344 | 163 944 9 900 9 | 1854 | 349 | 660 | |||
| 186,8 | 2710 | 140127 | 5517 | 360 | 680 | ||||||||||||
| 213.5 | 3096 | 160131 | 6304 | 371 | 700 | ||||||||||||
| 222,4 | 3226 | 166829 | 6568 | 374 | 706 | ||||||||||||
- 91499 T () 9005 5/9 [Т ( o F) — 32]
- 1 фунт / кв.дюйм (фунт / дюйм 2 ) = 6 894,76 Па (Н / м 2 ) = 0,068948 бар = 51,7149 мм рт.ст. = 2,03602 в рт. Ст.
См. Вода и Тяжелая вода — для термодинамических свойств.
См. Также Плотность воды, удельный вес и коэффициент теплового расширения, Динамическая и кинематическая вязкость, Энтальпия и энтропия, Теплота испарения, Константа ионизации, pK w , для нормальной и тяжелой воды, Точки давления и кипения, Удельный вес, Удельная теплоемкость (теплоемкость) и Удельный объем для онлайн-калькуляторов, рисунков и таблиц.
Точка кипения вещества — это температура, при которой оно меняет состояние с жидкого на газ по всей массе жидкости. В точке кипения молекулы в любой части жидкости могут испаряться.
Точка кипения определяется как температура, при которой давление насыщенного пара жидкости равно атмосферному давлению.
Точка кипения при атмосферном давлении (14.7 фунтов на квадратный дюйм, 1 бар абсолютный) для некоторых распространенных жидкостей и газов можно найти в таблице ниже:
| Продукт | Точка кипения при атмосферном давлении ( o C) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ацетальдегид CH 3 CHO | 20,8 | ||||||
| Ангидрид уксусной кислоты (CH 3 COO) 2 O | 139 | ||||||
| Ацетон CH 3 COCH 3 | 56.08 | ||||||
| Ацетонитрил | 81,6 | ||||||
| Ацетилен | -84 | ||||||
| Акролеин | 52,3 | ||||||
| Акрилонитрил | 77,2 | ||||||
| Спирт — этил (зерно, этанол) C H 5 OH | 79 | ||||||
| Спирт — аллил | 97,2 | ||||||
| Спирт — бутил-n | 117 | ||||||
| Спирт — изобутил | 107.8 | ||||||
| Спирт — метил (метиловый спирт, древесный спирт, древесная нафта или древесные спирты) CH 3 OH | 64,7 | ||||||
| Спирт — пропил | 97,5 | ||||||
| Аллиламин | 54 | ||||||
| Аммиак | -35,5 | ||||||
| Анилин | 184,1 | ||||||
| Анизол | 153,6 | ||||||
| Аргон | -186 | ||||||
| Бензальдегид | 178.7 | ||||||
| Бензол (бензол) C 6 H 6 | 80.4 | ||||||
| Бензонитрил | 191.1 | ||||||
| Тормозная жидкость Dot 3 (точки сухого и влажного кипения) (влажный, включая гигроскопическую влагу) | 205 — 140 | ||||||
| Тормозная жидкость Dot 4 (сухая влажная температура кипения) | 230 — 155 | ||||||
| Тормозная жидкость Dot 5 (сухая влажная температура кипения) | 260 — 180 | ||||||
| Тормозная жидкость Точка 51 (сухое — влажное кипение) | 270 — 190 | ||||||
| Бром | 58,8 | ||||||
| Бромбензол | 156,0 | ||||||
| 1,2-Бутадиен | 10,9 | ||||||
| н-Бутан | -0,5 | ||||||
| 1-бутен | -6.25 | ||||||
| бутанал | 74,8 | ||||||
| 1-бутанол | 117,6 | ||||||
| 2-бутанон | 79.6 | ||||||
| Масляная кислота n | 162,5 | ||||||
| Камфора | 204,0 | ||||||
| Карбоновая кислота (фенол) | 182,2 | ||||||
| Бисульфид углерода | 47,8 | ||||||
| Двуокись углерода 2 030 (сублимат) | -78,5 | ||||||
| Углекислый газ CS 2 | 46,2 | ||||||
| Угарный газ | -192 | ||||||
| Четыреххлористый углерод (тетрахлорэтан) CCl 4 | 76.7 | ||||||
| Хлор | -34,4 | ||||||
| Хлорбензол | 131,7 | ||||||
| Хлороформ (трихлорметан) | 62,2 | ||||||
| Циклогексан | 80,7 | ||||||
| Циклогексан 12929 Циклогексан | 49,3 | ||||||
| n — Декан | 174 | ||||||
| Дихлорметан — см. Метиленхлорид | |||||||
| Диэтиловый эфир | 34.4 | ||||||
| Диметилсульфат | 186 | ||||||
| Диметилсульфид | 37,3 | ||||||
| Диизопропиловый эфир | 68,4 | ||||||
| 2,2-Диметилпентан | 79,2 | ||||||
| 1,4-Диоксан | 101,2 | ||||||
| Dowtherm | 258 | ||||||
| Этан | -88,78 | ||||||
| Эфир | 34.6 | ||||||
| Глицерин | 290 | ||||||
| Этан С 2 Н 6 | -88 | ||||||
| Этанол | 78.24 | ||||||
| Этиламин | 16,629 | ||||||
| Этилацетат СН 3 COOC 2 H 3 | 77,2 | ||||||
| Этилбензол | 136 | ||||||
| Этилбромид C 2 H 3 Br | 38.4 | ||||||
| Этилен | -103,7 | ||||||
| Бромид этилена | 131,7 | ||||||
| Этиленгликоль | 197 | ||||||
| 3 — Этилпентан | 93,5 | ||||||
| Фтор | -187 | формальдегид | -19,1 | ||||
| Муравьиная кислота | 101,0 | ||||||
| Трихлорфторметановый хладагент R-11 | 23.8 | ||||||
| Дихлордифторметановый хладагент R-12 | -29,8 | ||||||
| Хлордифторметановый хладагент R-22 | -41,2 | ||||||
| 2,3 — Диметилбутан | 58 | ||||||
| Фурфурол | 161,5 | ||||||
| Фирфуриловый спирт | 168 | ||||||
| Бензин | 38 — 204 | ||||||
| Глицерин | 290 | ||||||
| Гликоль | 900 900 9009 9009900 | 9009 | |||||
| н-гептан | 98.4 | ||||||
| н-Гексан | 68,7 | ||||||
| Гексиламин | 132 | ||||||
| Водород | -253 | ||||||
| Соляная кислота | -81,7 | ||||||
| Фтористоводородная кислота | |||||||
| Хлористый водород | -81,7 | ||||||
| Сероводород | -60 | ||||||
| Йод | 184,3 | ||||||
| Изопропиловый спирт | 80.3 | ||||||
| Гидропероксид изопропилбензола | 153 | ||||||
| Изобутан | -11.72 | ||||||
| Изобутен | -9.9 | ||||||
| 900.2 | Изопутан Изопутан34,1 | ||||||
| Изопропилбензол | 152 | ||||||
| Реактивное топливо | 163 | ||||||
| Керосин (парафин) | 150 — 300 | ||||||
| Льняное масло | 287 | ||||||
| Меркурий | .9|||||||
| Метан | -161,5 | ||||||
| Метанол (метиловый спирт, древесный спирт) | 64,5 | ||||||
| Метилацетат | 57,2 | ||||||
| Метилбромид | 3,3 | ||||||
| Метилхлорид | -23,9 | ||||||
| Метиленхлорид (CH 2 Cl 2 , дихлорметан) | 39,8 | ||||||
| Метиламин | -6.4 | ||||||
| Метиловый эфир (C 2 H 6 O) | -25 | ||||||
| Метилциклогексан | 101 | ||||||
| Метилциклопентан | 71,8 | ||||||
| Методистый метил | 2 — метилгексан | 90,1 | |||||
| 3 — метилгексан | 91,8 | ||||||
| 2 — метилпентан | 60,3 | ||||||
| 3 — метилпентан | 63.3 | ||||||
| Нафта | 100 — 160 | ||||||
| Нафталин (Нафталин) | 217,9 | ||||||
| Неогексан | 49,7 | ||||||
| Неопентан | 9,5 | ||||||
| Нитробензол | 210,9 | ||||||
| n — Нонан | 150,7 | ||||||
| Азотная кислота | 120 | ||||||
| Азот | -196 | ||||||
| n — Октан | 125.6 | ||||||
| Оливковое масло | 300 | ||||||
| Кислород | -183 | ||||||
| Паральдегид | 124 | ||||||
| n — Пентан | 36 | ||||||
| 1 — Пентен | 30 | ||||||
| Пероксиуксусная кислота | 110 | ||||||
| Бензин | 95 | ||||||
| Нефть | 210 | ||||||
| Петролейный эфир | 35 — 60 | ||||||
| Фенол | 182 | ||||||
| Фосген | 8.3 | ||||||
| Фосфорная кислота | 213 | ||||||
| Пропанал | 48 | ||||||
| Пропан | -42.04 | ||||||
| Пропен | -47.72 | ||||||
| 2-Пропанол | 82.2 | 141 | |||||
| Пропиламин | 47,2 900 900 | ||||||
| Пропилен | -47,7 | ||||||
| Пропиленгликоль | 187 | ||||||
| Насыщенный рассол | 108 | Стирол | Пропионовая кислота | ||||
| Сера | 444.6 | ||||||
| Серная кислота | 330 | ||||||
| Дихлорид серы | 59,6 | ||||||
| Диоксид серы | -10 | ||||||
| Хлорид серы | 69,4 | ||||||
| Смола | 300 | Смола Толуол | 110,6 | ||||
| Триптан | 80,9 | ||||||
| Триэтаноламин | 350 | ||||||
| Скипидар | 160 | ||||||
| Вода | 100 | ||||||
| Вода, 2929 10029 10029 Вода ,7 | |||||||
| о-ксилол | 144,4 | ||||||
| м-ксилол | 139,1 | ||||||
| п-ксилол | 138,3 |
Теперь доступно — Загрузите этот замечательный (бесплатный) раздаточный материал на 3 страницах о том, как решать распространенные проблемы с точкой кипения. С 10 примерами решенных задач! (Также содержит все ключевые моменты, обсуждаемые в этом посте)
MOC_Boiling_Point_Handout (PDF)
Определение порядка точек кипения — все это примерно , понимая тенденции . Ключевым моментом здесь является то, что точки кипения отражают силу сил между молекулами.Чем больше они держатся вместе, тем больше энергии потребуется, чтобы выбросить их в атмосферу в виде газов.
Есть 3 важных тенденции для рассмотрения.
- Относительная сила четырех межмолекулярных сил: Ионная> Водородная связь> Дипольный диполь> Ван-дер-Ваальсовы дисперсионные силы. Влияние каждой из этих сил притяжения будет зависеть от присутствующих функциональных групп.
- Точки кипения увеличиваются с увеличением количества атомов углерода.
- Ветвление снижает температуру кипения.
Давайте посмотрим поближе.
Оглавление
- Тенденция № 1: Относительная сила четырех межмолекулярных сил
- Тенденция № 2 — Для молекул с определенной функциональной группой точка кипения увеличивается с увеличением молекулярного веса
- Роль симметрии ( или их отсутствие) О точках плавления и кипения
1. Тенденция № 1: Относительная сила четырех межмолекулярных сил.
Сравните различные производные бутанового спирта, показанные ниже.Молекулы диэтилового эфира, C4h20O, удерживаются вместе диполь-дипольными взаимодействиями, которые возникают из-за поляризованных связей C-O. Сравните его температуру кипения (35 ° C) с температурой кипения его изомера бутанола (117 ° C). Значительно повышенная температура кипения обусловлена тем, что бутанол содержит гидроксильную группу, которая способна к образованию водородных связей. Тем не менее, силы притяжения в бутаноле бледнеют по сравнению с силами бутоксида натрия, который плавит при чрезвычайно высокой температуре (значительно выше 260 ° C) и фактически разлагается, прежде чем он может превратиться в жидкость.
Затем подумайте о бутане C4h20, который не содержит полярных функциональных групп. Единственными силами притяжения между отдельными молекулами бутана являются относительно слабые дисперсионные силы Ван-дер-Ваальса. В результате бутан кипит при температуре, при которой вода замерзает (0 ° C), намного ниже, чем даже температура диэтилового эфира.
Мораль истории : среди молекул с примерно одинаковыми молекулярными массами точки кипения будут определяться присутствующими функциональными группами.
Вы могли бы рассказать аналогичную историю для подобных изомеров амина и карбоновой кислоты, показанных ниже.
Предыдущее обсуждение 4 межмолекулярных сил см. Здесь. Ссылку в учебнике Реуша смотрите здесь.
2. Тренд # 2 — Для молекул с заданной функциональной группой температура кипения увеличивается с молекулярной массой.
Посмотрите на резкое увеличение точек кипения при увеличении молекулярной массы во всех этих сериях:
Вот вопрос: Как, точно увеличивают межмолекулярные силы с увеличением молекулярной массы?
Итак, ключевой силой, действующей здесь, являются дисперсионные силы Ван-дер-Ваальса, которые пропорциональны площади поверхности .Таким образом, когда вы увеличиваете длину цепи, вы также увеличиваете площадь поверхности, что означает, что вы увеличиваете способность отдельных молекул притягивать друг друга.
На интуитивно понятном уровне вы можете сравнить эти длинные молекулы с нитями спагетти — чем длиннее лапша, тем больше нужно усилий, чтобы разорвать их. По мере увеличения длины цепочки будут области, где они могут очень хорошо выстроиться рядом друг с другом.
По отдельности каждое взаимодействие может не стоить очень дорого, но когда вы сложите их все по всей длине цепочки, дисперсионные силы Ван-дер-Ваальса могут оказать огромное влияние.
3. Роль симметрии (или ее отсутствие) в точках плавления и кипения
Это еще один побочный продукт зависимости дисперсионных сил Ван-дер-Ваальса от площади поверхности — чем больше палочковидных молекул, тем лучше в состоянии они будут выстраиваться и связываться. Возьмем другой пример с интуитивно понятными макаронами: что больше слипается: спагетти или макароны? Чем больше сферическая молекула, тем меньше будет площадь ее поверхности и тем меньше будет действовать межмолекулярных ван-дер-ваальсовых взаимодействий.Сравните температуры кипения пентана (36 ° C) и 2,2-диметилпропана (9 ° C).
Он также может применяться к молекулам водородных связей, таким как спирты — сравните, например, точки кипения 1-пентанола с 2-пентанолом и 3-пентанолом. Гидроксильная группа 1-пентанола является более «открытой», чем в 3-пентаноле (который окружен двумя объемными алкильными группами), поэтому она будет лучше способна к водородной связи со своими собратьями.
Таким образом, есть три основных фактора, о которых вам нужно подумать, когда возникает вопрос о точках кипения.1) какие межмолекулярные силы будут присутствовать в молекулах? 2) как сравниваются молекулярные массы? 3) как сравнить симметрии?
Последний быстрый вопрос для дороги (см. Комментарии для ответа).
P.S. Новый! Проверьте этот бесплатный раздаточный материал на 3 страницы по решению распространенных проблем экзамена на кипение!
MOC_Boiling_Point_Handout (PDF)
.| Сюжетная линия |
|---|
Борейская тундра
|