Углеводородный состав прямогонных бензинов
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ТОЛЬЯТТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра « Химия »
КУРСОВАЯ РАБОТА
По дисциплине: «Химия нефти»
На тему: «Углеводородный состав прямогонных бензинов»
Тольятти 2010
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Получение нефтяных углеводородов
2. Состав сырой нефти
3. Разделение сырой нефти
4. Получение базовых бензинов
5. Фракционный состав нефти
6. Методы исследования состава бензиновых фракций
7. Индивидуальный углеводородный состав
Заключение
Литература
Введение
Бензин (от франц. benzine) — смесь легких углеводородов с температурой кипения 30 – 205о С. Прозрачная жидкость плотностью 0,70-0,78 г/см3. Производится путем смешивания компонентов первичной (прямой) перегонки нефти, продуктов крекинга отдельных ее фракций и присадок.
Бензин является топливом для автомобильных двигателей с искровым зажиганием. Детонационная стойкость — важнейший показатель качества бензина. Несоответствие марки бензина параметрам двигателя может вызывать детонационное сгорание топлива, сопровождаемое характерным металлическим стуком, повышением дымности отработавших газов и температуры в цилиндрах двигателя. Октановое число (ОЧ) бензина — основной показатель, характеризующий детонационную стойкость бензина. Определяют подбором смеси эталонных углеводородов — гептана (ОЧ = 0) и изооктана (ОЧ = 100), детонационная стойкость, которой равна детонационной стойкости испытываемого бензина при равных условиях испытания. Процентное содержание изооктана в полученной смеси принимают за октановое число бензина.
Для отдельных групп углеводородов, входящих в состав бензинов, можно сделать следующие краткие выводы об их стойкости.
Алканы нормального строения: начиная с пентана углеводороды этого ряда характеризуются очень низким октановым числом, причём чем выше их молекулярная масса, тем октановые числа ниже. Существует почти линейная зависимость от их молекулярной массы. Алканы разветвлённого строения: разветвление молекул предельного ряда резко повышает их детонационную стойкость, так у октана октановое число 20, а у 2,2,4 — триметилпентана 100. Наибольшие октановые числа отмечаются для изомеров с парными метильными группами у одного углеводородного атома (неогексан, триптан, эталонный изооктан), а также у других триметильных изомеров октана. Благодаря высоким антидетонационным свойствам изоалканов – они весьма желательные компоненты бензина.
Алкены: появление двойной связи в молекуле углеводородов нормального строения вызывает значительное повышение детонационной стойкости, по сравнению с соответствующими предельными углеводородами.
Циклоалканы: первые представители рядов циклопентана и циклогексана обладают хорошей детонационной стойкостью, особенно это относится к циклопентану. Их приёмистость к ТЭС также очень высока. Эти углеводороды являются ценными составными частями бензина. Наличие боковых цепей нормального строения как у циклопентановых, так и циклогексановых углеводородов приводит к снижению их октанового числа. При этом, чем длиннее цепь, тем ниже октановые числа. Разветвление боковых цепей и увеличение их количества повышают детонационную стойкость циклоалканов. Арены: почти все простейшие арены ряда бензола имеют октановые числа около 100 и выше. Арены и ароматизированные бензины наряду с разветвленными алканами — лучшие компоненты высокооктановых бензинов. Однако содержание аренов в бензинах следует ограничить примерно до 40 — 50%. Чрезмерно ароматизированное топливо повышает общую температуру сгорания, что влечёт за собой увеличение теплонапряжённости двигателя.
Вышеприведенные данные помогают понять особенности детонационных характеристик типичных компонентов компаундирования. А именно: в бензинах прямой перегонки нефти содержится много парафиновых углеводородов слабо разветвлённого строения с низкой детонационной стойкостью; октановые числа таких бензинов невелики. Лишь из отдельных «отборных» нефтей можно получить бензины прямой перегонки с октановым числом А-70. Бензины прямой перегонки и их головные фракции используют в небольшом объёме для приготовления автомобильного бензина А-76.
1. Получение нефтяных углеводородов
Необходимое для химической промышленности сырье получают из нефти двумя путями. Один путь состоит в том, что вещество, уже присутствующее в сырой нефти, выделяют из нее или концентрируют чисто физическими методами, например перегонкой, экстрагированием растворителями или кристаллизацией. Второй путь заключается в проведении определенных химико-технологических операций, применение которых в настоящее время на нефтеперерабатывающих заводах непрерывно раширяется. Эти операции дают возможность получать в качестве основных продуктов насыщенные и ароматические углеводороды, которые в сырой нефти присутствуют только в малых количествах, и в качестве побочных продуктов — ненасыщенные углеводороды, вообще отсутствующие в исходной нефти.
2. Состав сырой нефти
Нефть состоит в основном из углеводородов метанового, нафтенового и ароматического рядов. Нафтеновые углеводороды являются гомологами циклопентана и циклогексана или углеводородами с конденсированными пяти- и шестичленными циклами. Присутствие в нефти циклопропана, циклобутана, циклогептана и высших нафтеновых углеводородов не установлено. Олефины, диолефины и ацетиленовые углеводороды совершенно отсутствуют. Ароматические углеводороды представлены главным образом производными бензола; в нескольких случаях из нефти были выделены также нафталин, тетралин и их замещенные.
В зависимости от того, какие углеводороды преобладают в сырых нефтях, последние можно разделить на нефти метанового, нафтенового или ароматического оснований. Нужно с самого же начала уяснить себе, что в высококипящих фракциях нефти углеводороды всех этих трех рядов присутствуют одновременно, причем иногда молекулы нефтяного углеводорода нефти имеют смешанный характер. Как правило, ароматические и нафтеновые углеводороды почти всегда имеют боковые цепи в виде алкиль- ных радикалов; кроме того, молекула углеводорода может состоять из ароматических и нафтеновых циклов, многоядерных или конденсированных.
Указанная классификация не включает асфальтовые нефти, т. е. нефти, богатые асфальтами или битумами, которые по своему строению обычно родственны ароматическим углеводородам. Практически нефти представляют всегда смеси углеводородов, относящихся не менее чем к двум из этих четырех основных типов. В табл. 3 приведена классификация нефтей, предложенная Саханеном.
Состав нефтей, добываемых в различных странах, колеблется в широких пределах. В некоторых случаях даже из двух соседних скважин получают нефти различного состава. Грубо говоря, можно считать, что нефть в США преимущественно метановая, в России и Румынии — нафтеново-ароматическая, в Иране — метаново-нафтеновая, на о. Борнео — ароматическая, нефть месторождения в Икринге (Англия) — метанового основания с высоким содержанием твердого парафина и т. д. Конечно, представленная здесь картина весьма упрощена, как показывает табл. 3. Более подробные сведения о составе сырых нефтей читатель найдет в литературе.
Нефть состоит в основном из углеводородов, однако в нефтях некоторых месторождений присутствует также небольшое количество органических соединений, содержащих серу, азот или кислород . Нефти всегда сопутствует природный газ, т.е. низшие газообразные парафины.
Первичное разделение нефти осуществляют перегонкой; жидкие продукты разгонки кипят в широком интервале температур и всегда состоят из смеси индивидуальных соединений. При перегонке получают следующие основные фракции:
ФракцияТ. кип., °С
Бензин 20—200
Керосин 175—275
Газойль 200—400Смазочные масла Выше 300
(могут перегоняться только в вакууме)
Мазут —
Пек или кокс—
Состав фракций нефти, кипящих до 100°, известен довольно точно. Вследствие большого числа изомеров полный анализ фракций, кипящих выше 100°*, невозможен, хотя отдельные простейшие ароматические углеводороды еще могут быть идентифицированы. Чтобы определить относительные количества парафинов, нафтенов и ароматических углеводородов в высших фракциях нефти, обычно пользуются методом Уотермена [4]. По этому методу сначала находят содержание ароматических углеводородов гидрированием или определением анилиновой точки; после гидрирования н
mirznanii.com
Углеводородный состав — бензин — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Углеводородный состав — бензин
Cтраница 1
Углеводородный состав бензина, % объемн. [1]
Углеводородный состав бензинов является одним из главных факторов, определяющих их склонность к нагарообразованию в двигателе. Анализ имеющихся данных показывает, что склонность автомобильных бензинов к нагарообразованию может зависеть, главным образом, от содержания в них непредельных и ароматических углеводородов. [3]
Углеводородный состав бензина зависит от его компонентного состава, то есть от соотношения процессов, производящих компаунды. [4]
Углеводородный состав бензинов является одним из главных факторов, определяющих их склонность к нагарообразованию в двигателе. Анализ имеющихся данных показывает, что склонность автомобильных бензинов к нагарообразованию может зависеть, главным образом, от содержания в них непредельных и ароматических углеводородов. [5]
Углеводородный состав бензинов каталитических процессов во многом зависит от свойств катализатора, соотношения катализатора и сырья, степени отработанности катализатора и поэтому может колебаться в значительных пределах. [6]
Углеводородный состав бензинов каталитического крекинга зависит от степени конверсии сырья ( суммарного выхода газа, бензина, легкого газойля с к.к. 270 С и кокса в % от сырья), температуры процесса, используемого катализатора и типа реактора. [7]
Определение углеводородного состава бензинов, выкипающих до 100 С, проводят на хроматографе с детектором по теплопроводности. [8]
Изучение
Исследованием углеводородного состава бензина карабулакской нефти установлено присутствие в нем 57 различных углеводородов. С), приведенные ниже, показали, что бензин отличается большим содержанием парафиновых углеводородов в основном нормального строения. Изопарафиновые углеводороды представлены молекулами с несколькими третичными углеродными атомами и молекулами, содержащими как третичные, так и четвертичные атомы углерода. Однако большую часть изопарафиновых углеводородов составляют углеводороды с одним третичным атомом углерода. [10]
При определении углеводородного состава бензинов по методу анилиновых точек в течение всего опыта необходимо перемешивать содержимое пробирки по мере нагревания до искомой температуры. Ранее перемешивание проводилось кольцевой проволочной мешалкой вручную, что было неудобно и не обеспечивало равномерности. [12]
Значительно различаются также углеводородные составы бензинов и фракций легкого газойля, полученных на цеолитсодержащем и аморфном алюмосиликат — ном катализаторах. Как видно из данных табл. 16, бензины, полученные на цеолитсодержащих катализаторах, практически одинаковы по углеводородному составу, в то время как бензины, полученные при тех же условиях крекинга на аморфном алюмосиликатном катализаторе, содержат больше н-парафинов и непредельных углеводородов ( соответственно на 5 5 и 7 6 %), а нафтеновых и ароматических меньше ( на 3 2 и 10 0 %, соответственно), чем бензины, полученные на цеолит — содержащих катализаторах. [13]
Комбинированным методом исследован углеводородный состав бензинов небитдагских пефтсй ( из красноцветной толщи и из акчагыльских отложений) и бензина из нефти девонских отложений миннибаевской структуры Роматпкипского месторождения. [14]
Установлено, что углеводородный состав бензина центрального Небит-Дага из красноцвета сильно отличается от состава занадпо-небит-дагского бензина из акчагыльского яруса повышенным содержанием нафтеновых ц нзопарафиновых углеводородов. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Углеводородный состав прямогонных бензинов — часть 2
В углеводородах смазочных парафиновых и ароматических углеводородов. Отсюда следует вывод, что фракции смазочных масел содержат углеводороды с конденсированными кольцами. Типичное смазочное масло (индекс вязкости равен 100), полученное из нефти метанового основания, представляет собою смесь жирно-ароматических и жирно-нафтеновых углеводородов, у которых на долю ароматических и нафтеновых циклов падает 25% углеродных атомов, а 75% углеродных атомов — на долю парафинов (вероятно, в виде боковых алкильных цепей). В смазочном масле с индексом вязкости 30, полученном из нефти нафтенового основания, доля углеродных атомов боковых парафиновых цепей составляет 45%, а 55% падает на долю нафтеновых и ароматических циклов. В обоих случаях боковые насыщенные цепи, вероятно, разветвлены.
Больше всего внимания исследователи уделяли выяснению состава бензинов как вследствие сравнительной простоты такой задачи, так и вследствие связи между составом бензина и его октановым числом. В литературе можно найти описания подробных исследований американских, советских и других бензинов прямой гонки. В табл. 5 приведен перечень углеводородов, обнаруженных в американском депентанизированном бензине прямой гонки, полученном из нефти месторождения в Понка-Сити (температуры кипения низших углеводородов помещены в приложении, стр. 411 разгонкой, также осуществляемой под давлением. Эти газы называют обычно «жидкими газами».
Химическое использование низших парафинов, получаемых из природного газа, детально описывается в последующих четырех главах. Этан почти исключительно используют для производства этилена пиролизом. Пропан подвергают пиролизу с целью получения этилена и пропилена, а также окисляют воздухом в смесь кислородсодержащих продуктов. Около двух третей всего количества бутанов дегидрируют в бутилены, а остальную треть окисляют воздухом. Использовать природный газ для получения всех перечисленных продуктов выгодно только вблизи мест его добычи или в местах, расположенных на таком расстоянии, когда стоимость его перекачки по трубопроводу еще оправдывает себя экономически.
3. Разделение сырой нефти
Первичная перегонка сырой нефти с получением шести довольно широких фракций, является лишь очень грубым разделением. Упрощенная схема такой первичной перегонки приведена на рис. 1.
Рис. 1. Первичная перегонка сырой нефти
Первая стадия перегонки называется стабилизацией. Она заключается в удалении части бутанов и всего количества пропана, этана и метана, которые в противном случае могут придать бензину нежелательно высокое давление пара. Эту операцию обычно проводят под умеренным давлением (3 — 5 ата) и получают жидкий дистиллят, состоящий из пентанов и более легких углеводородов. Дистиллят можно в свою очередь подвергнуть стабилизации повторной фракционированной разгонкой; при этом в кубовом остатке получают нормальный пентан и изопентаны.
Вторую стадию перегонки нефти проводят при атмосферном давлении. Как показано на рис. 1, из колонны отбирают несколько фракций; кубовые остатки разделяют затем перегонкой в вакууме, иногда с водяным паром, на высококипящие фракции и на неперегоняющиеся тяжелые остатки. На рис. 1 рядом с названием фракции указан нижний предел ее кипения; в последней колонне давление при указанных температурах равно 50 — 75 мм рт. ст.
Продуктами первичной перегонки сырой нефти, как и следовало ожидать при принятом способе ее осуществления, являются смеси углеводородов. Индивидуальные простейшие углеводороды, присутствующие в первых фракциях, можно выделить, лишь используя более усовершенствованные методы ректификации.
Температуры кипения низших парафинов, нафтенов и ароматических углеводородов помещены в приложении. Большинство из перечисленных в приложении углеводородов уже было обнаружено в тех или иных образцах сырой нефти. Производные циклопропана и циклобутана не включены в это приложение, поскольку нет никаких доказательств их присутствия в сырой нефти и, следовательно, в каком-либо продукте ее переработки.
Все низшие парафины до пентанов включительно можно отделить друг от друга фракционированной разгонкой. В случае углеводородов с шестью или более атомами углерода число изомеров быстро увеличивается с увеличением молекулярного веса; ввиду этого, а также в связи с присутствием среди углеводородов с шестью и более атомами углерода, помимо парафинов, также нафтеновых и ароматических углеводородов простая перегонка становится неэффективной. Следует особо подчеркнуть, что выделение высших членов гомологических рядов углеводородов простыми физическими средствами почти невозможно из-за большого числа изомеров. Таким образом, углеводороды сложного строения приходится синтезировать из более простых; это одна из причин, определяющих важное значение низших парафинов и олефинов для промышленности химической переработки нефти. Число возможных изомеров в трех рассматриваемых рядах углеводородов (не считая геометрических изомеров) указано в табл. 9.
нефть углеводород перегогка бензин
4. Получение базовых бензинов
Основная масса высокооктановых, бензинов как автомобильных, так и авиационных представляет собой смесь преобладающего по объему основного (базового) бензина и высокооктановых компонентов (одного или нескольких). В качестве базовых бензинов используют бензины прямой перегонки нефти, каталитического ри- форминга, каталитического крекинга, гидрокрекинга, в меньшей степени — бензины термических процессов.
Прямая перегонка нефти
Ресурсы нефтей, позволяющих получать прямогонные бензины с хорошим (выше 70) и даже удовлетворительным (65 — 70) октановым числом по моторному методу, весьма ограничены. К числу их относятся некоторые нефти Азербайджана, Средней Азии, Краснодарского края, Сахалина и др. (табл. 5).
Даже для этих нефтей наблюдается более или менее быстрое снижение октанового числа фракций с повышением конца кипения, что ограничивает использование всей бензиновой фракции (до обусловленного стандартом конца выкипания 180 — 185 °С) или требует повышенного расхода высокооктановых компонентов при получении товарного бензина. Однако для нефтей, приведенных в табл. 5, наблюдается значительно более плавное снижение октанового числа с повышением температуры отбора фракции, чем для нефтей преобладающего типа, что позволяет в некоторых случаях использовать всю бензиновую фракцию (до 180°С).
Почти все нефти Урало-Волжского бассейна, Казахстана, а также большая часть нефтей разведанных месторождений Западной Сибири характеризуются преобладанием в бензиновых фракциях нормальных парафиновых углеводородов и, следовательно, низкими октановыми числами бензинов.
В табл. 6 представлены, октановые числа бензиновых фракций наиболее типичных нефтей указанных месторождений.
Резкое снижение октанового числа с утяжелением фракций (данной нефти) обусловлено наличием в этих бензинах так называемых детонирующих центров, т. е. нормальных парафиновых углеводородов с соответствующими температурами кипения (например, н-гептана).
Таблица 5. Выходы и октановые числа бензиновых фракций некоторых нефтей с пониженным содержанием нормальных парафиновых углеводородов в бензине
mirznanii.com
Углеводородное топливо его виды и назначение
Углеводородное топливо – это горючее вещество, состоящее из смеси углеводородов (соединений углерода и водорода). К углеводородному топливу относят жидкие нефтяные топлива и горючие газы.
Классическое углеводородное топливо получают из сырой нефти и природного газа, месторождения которых, как правило, находятся рядом друг с другом.
Основное назначение углеводородного топлива – применение в двигателях внутреннего сгорания, ракетных и самолетных двигателях.
Авиационное топливо состоит на 96-99% из углеводородов. От процентного содержания водорода зависит массовая теплота сгорания углеводородного топлива – чем больше водорода содержит углеводородное топливо, тем выше его теплота сгорания. Наибольшей теплотой сгорания из углеводородных горючих газов обладает метан – 50 МДж/кг, поскольку он больше всего содержит водорода (25%). Для сравнения, теплота сгорания реактивного топлива колеблется около значения в 43 МДж/кг.
Состав углеводородного топлива
Авиационные топлива могут состоять из парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов:
- Парафиновые углеводороды содержат 15-16% водорода,
- Нафтеновые углеводороды – 14%,
- Ароматические углеводороды – 9-12,5%
От углеводородного состава топлива зависит возникновение детонации в двигателе. Топливо, содержащее парафиновые углеводороды, достаточно легко окисляется под воздействием высокой температуры и кислорода, образуя перекиси, что приводит к детонации уже при низкой степени сжатия. Топливо, состоящее из ароматических углеводородов, обладает более высокой детонационной стойкостью, поскольку при окислении такого топлива образование перекисей идет очень медленно. По этой причине ароматические топлива применяют в двигателях с высокой степенью сжатия.
Состав углеводородного топлива имеет очень важное значение для подбора топлив в двигателях реактивной техники, поскольку правильный выбор топлива напрямую влияет на эксплуатационные свойства таких двигателей.
Жидкое углеводородное топливо
Жидкое углеводородное топливо имеет сложный состав, включает большое количество индивидуальных углеводородов. Интересно, что такое топливо не имеет конкретной температуры кипения. Процесс кипения происходит в некотором интервале температур.
Углеводородное топливо является достаточно гигроскопичным, поглощая из воздуха воду и растворяя ее. Степень растворимости атмосферной воды в углеводородном топливе зависит от температуры и химического состава топлива. Наибольшей гигроскопичностью обладает бензол.
Горение углеводородного топлива сопровождается выделением воды и двуокиси углерода. Отличительной особенностью такого топлива является его высокая теплота сгорания, которая зависит от содержания водорода в топливе (см. выше). Только у водорода, бериллия и бора более высокая теплота сгорания, чем у углеводородного топлива. Однако, с точки зрения эксплуатационных свойств, углеводородное топливо даст «сто очков» вперед этим химическим элементам.
Углеводородное топливо сгорает очень быстро, и практически в полном объеме, давая двигателю тепловой заряд высокой плотности за очень короткий отрезок времени. Именно благодаря этим свойствам топливо нашло такое широкое применение в двигателях различных конструкций.
Сжиженное углеводородное топливо
Углеводородное топливо, которое транспортируется в жидком виде, но используется в газообразном, называется сжиженным. Сжиженное углеводородное топливо получило широкое применение в населенных пунктах, где нет централизованной сети подачи природного газа.
В качестве сжиженного углеводородного топлива, как правило, используется метан, который сжижается в процессе охлаждения до -160°C. При такой низкой температуре метан превращается в жидкость, не имеющую ни цвета, ни запаха. Плотность сжиженного метана составляет 0,4-0,5 кг/л (примерно в два раза легче воды). Очень важно, что сжиженный природный газ (СПГ) не воспламеняется и не взрывается, поэтому, его безопасно транспортировать. При нормальной температуре СПГ снова возвращается в газообразное состояние.
В конце минувшего столетия появились первые проекты по использованию СПГ в качестве моторного топлива в двигателях внутреннего сгорания на водном, железнодорожном и автомобильном транспорте.
В настоящее время СПГ получают на специализированных производствах. Сжиженный природный газ уменьшается в объеме в 600 раз. Процесс сжижения идет ступенчато, на каждом этапе газ сжимается в 5-12 раз, после чего охлаждается и отправляется на следующую ступень. Надо признать, что процесс сжижения требует довольно большого расхода энергии, которая составляет примерно четверть от всей энергии, которая содержится в сжиженном газе.
Производства по сжижению природного газа, как правило, располагаются в непосредственной близости с районом добычи природного газа. Сжиженный природный газ хранится в огромных сосудах Дьюара, которые называются криоцистернами. Транспортируют СПГ на специальных морских судах-газовозах, и специальных автомобилях.
Если длина классического газопровода превышает несколько тысяч километров, с экономической точки зрения транспортировать газ на такие большие расстояния выгоднее в сжиженном виде.
Углеводородное топливо из солнца и водяного пара
Современная наука научилась делать настоящие «чудеса». Несколько лет назад, в начале 2016 года американские химики разработали оригинальный метод, при помощи которого получили углеводородное топливо, используя водяной пар и солнечный свет в среде углекислого газа.
Существовавшая ранее технология получения топлива из парниковых газов на солнечном свете была очень громоздкой, требовала дорогих катализаторов, а КПД такого топлива составлял всего 1-2% от затраченной солнечной энергии. Американцам удалось найти менее затратный способ. Ими был изобретен проточный химический реактор, в котором под давлением и при участии концентрированного солнечного света смешивались углекислый газ и водяной пар. В качестве катализатора процесса использовались относительно дешевые титановые белила. Авторы изобретения считают, что в ближайшем будущем их доработанный метод можно будет использовать в коммерческих целях. Производство такого синтетического углеводородного топлива будет конкурентоспособно даже в условиях низкой стоимости нефти.
mining-prom.ru
Углеводородный состав моторных топлив — Справочник химика 21
из «Состав и химическая стабильность моторных топлив»
Авиационные бензины компаундируют из бензинов прямой перегонки или каталитического крекинга с добавлением высокооктановых компонентов — изопарафиновых и алкилароматических углеводородов. В состав авиационных бензинов могут также входить бензины гидрогенизации, различных видов каталитического риформинга, изомеризации и других каталитических процессов переработки нефтяного сырья. [c.7]Поэтому в авиационные бензины входят углеводороды трех основных химических групп парафиновые, в том числе значительная доля изопарафзшовы , нафтеновые и ароматические. Непредельные углеводороды содержатся в незначительном количестве, причем отсутствуют наиболее реакционноспособные из них — диолефиновые, ароматические с непредельными боковыми цепями. Содержание непредельных углеводородов в авиационных бензинах регулируется требованиями стандартов. Так, по отечественным стандартам (ГОСТ 1012—54 и 5760—51) йодное число бензинов не должно превышать 6—12 г Гг/ЮО г, что соответствует содержанию непредельных углеводородов примерно 3—6 вес. %. В зарубежных, например американских, стандартах этот показатель для бензинов не нормируется. [c.7]
Изопарафиновые углеводороды добавляют в авиационные бензины в виде алкилатов или изооктана [21]. [c.9]
Нафтеновые углеводороды представлены пяти- и шестичленными, причем первые преобладают в парафинистых бензинах, а последние — в бензинах, богатых нафтенами. [c.9]
Современными методами анализа топлив точной ректификацией, хроматографией, каталитическим гидрированием, спектральным анализом и др. [9, 24, 25] можно более успешно исследовать и индивидуальный углеводородный состав бензинов [12, 25]. На выделение прежними методами из бензина 70 углеводородов потребовалось 20 лет работы целой лаборатории [26]. [c.10]
За последние 10—12 лет в бензинах идентифицированы новые углеводороды, например бициклические нафтены. Во фракции 125— 150° С нафтеновой малосернистой нефти идентифицировано 18 би-щиклических углеводородов Се — Сд [27], а во фракции 70—180° С другой нафтеновой нефти (балаханской) — 20 бициклических углеводородов Се—С9 преимущественно с мостиковыми связями [28]. [c.10]
Эта закономерность, возможно, является общей для всех нефтей. Сведения об основных углеводородах, идентифицированных в бензинах прямой перегонки и каталитического крекинга, можно найти в работах [8—11, 21—23, 26]. [c.10]
Состав авиационных бензинов и их компонентов, полученных я результате направленных каталитических процессов, менее разнообразен, в них содержатся узкие группы углеводородов одного класса или даже один основной углеводород, что и является целью этих процессов. [c.10]
Следовательно, в авиационных бензинах почти не содержится малостабильных, склонных к самопроизвольному быстрому окислению или другим химическим изменениям углеводородов. Однако, как показано ниже, углеводороды бензинов, достаточно устойчивые в чистом виде, в присутствии инициаторов в определенных условиях могут претерпевать значительные изменения, приводящие к ухудшению свойств товарного бензина. [c.10]
Состав автомобильных бензинов стандартами не нормируется, но косвенно он регулируется требованиями, предъявляемыми к их октановому числу, фракционному составу и химической стабильности. [c.11]
Кроме углеводородов основных групп, содержащихся в авиационных бензинах и ра
www.chem21.info
Углеводородный состав топлив — Справочник химика 21
Углеводородный состав топлив [c.97]УГЛЕВОДОРОДНЫЙ СОСТАВ ТОПЛИВ [c.76]
Углеводородный состав топлив зависит от природы перерабатываемой нефти и применяемых в технологии переработки нефтехимических процессов. Обобщенные данные углеводород- [c.9]
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ГРУППОВОЙ УГЛЕВОДОРОДНЫЙ СОСТАВ ТОПЛИВ РАЗЛИЧНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ [c.187]
Общая характеристика и групповой углеводородный состав топлив 191 [c.191]
В процессе очистки бокситом бромное число и углеводородный состав топлив не изменяется, а другие показатели качества остаются в пределах нормы ГОСТа. [c.150]
Углеводородный состав топлив (в % вес.) [c.55]
Углеводородный состав топлив определяли двумя методами [c.56]
Групповой углеводородный состав топлив (в вес. %) представлен ниже [c.10]
В табл. 6 и 7 даны основные физико-химические характеристики образцов топлив ТС-1, РТ и Т-8, а в табл. 8 -групповой углеводородный состав топлив ТО-1, определенный масс-спектральным методом. [c.35]
Совершенно очевидно, что оценивать эксплуатационные качества топлив по суммарному количеству кислородных соединений недостаточно. Важно еще представлять себе соотношение мономеров и полимеров, а также насколько быстро изменяется содержание последних. По-видимому, возможно затормозить процесс окислительного уплотнения, ограничив его образованием кислородных соединений, растворимых в топливе. Для осуществления такого направленного окисления можно было бы использовать не только определенный углеводородный состав топлив, но и стабилизирующие присадки, тормозящие процесс окислительного уплотнения. [c.258]
Физико-химические свойства и групповой углеводородный состав топлив, полнота сгорания которых в высотных условиях показана на рис. 90 и 91 [c.221]
Физико-химические свойства и групповой углеводородный состав топлив, данные испытания которых на полноразмерных двигателях приведены [c.222]
Б связи с быстрым развитием реактивной техники подбор топлив для этих двигателей в последнее время приобретает особое значение. Для успешного решения этой задачи надо хорошо знать углеводородный состав топлива. Углеводородный состав топлив для турбо-реактивных двигателей определяет их эксплуатационные свойства. Высокое содержание ароматических углеводородов вызывает повышенное отложение нагара при сгорании таких топлив. Соотношение между содержанием нафтеновых и парафиновых углеводородов и их строение определяют значение плотности и теплотворной способности топлива. [c.15]
Углеводородный состав топлив определяли двумя методами сульфированием с последующим определением парафинов и нафте-нов по анилиновым точкам (метод ГрозНИИ) и хроматографией на силикагеле (метод ВНИИ НП). Оба метода дали достаточно хорошее совпадение результатов (табл. 2). [c.56]
Повышение степени сжатия дизельных топлив способствует уменьшению влияния их углеводородного состава на моторные качества [208, стр. 46]. Причина этого явления в том, что при высоких температурах, которые развиваются в цилиндре двига теля в условиях высокого сжатия, в реакции распада вовлекаются новые термически стабильные и поэтому нереакционноспособные в обычных условиях углеводородные группы. Достижение температур сжатия, превышающих границы устойчивости наиболее стабильных углеводородов, приведет к тому, что углеводородный состав топлив вообще практически не будет влиять на их воспламенение, но в современных двигателях такие температуры пока недостижимы. [c.115]
Температура застывания характеризует ту минимальную температуру, при которой обеспечивается перекачка или транспортировка топлива. Она зависит от фракционного состава увеличение содержания легких фракций снижает температуру застывания. На температуру застывания дизельного топлива также оказывает влияние углеводородный состав топлив и строение углеводородов. Значительное содержание нормальных парафиновых углеводородов повышает, а сильпоразветвленных углеводородов изомерного строения — снижает температуру застывания дизельных топлив. В зависимости от марки дизельного топлива ГОСТами регламентируется температура застывания в довольно широких пределах от —10 до —60 °С. [c.40]
Более высокие значения
www.chem21.info
Химическая формула бензина, состав бензина
Бензин – это продукт, полученный в результате перегонки нефти. Он представляет собой горючее с пониженными детонационными составляющими. Из сырого нефтепродукта получается пятьдесят процентов бензина, который предназначен для двигателей, а конкретно при внутреннем сгорании. Он бывают двух типов: авиационный и автомобильный. В зависимости от применения различаются физико-химические свойства бензина.
Нас сегодняшний день бензины должны соответствовать следующим критериям:
- оптимальная испаряемость элементов;
- групповой состав углеводородов, который обеспечивает бездетонационное образование на каждом этапе действия двигателя;
- стабильность состава в условиях долгого хранения;
- отсутствие побочных эффектов, оказываемых на детали.
Физико-химические свойства бензина
Свойства бензина различаются по количеству углеродов и водородов в составе. Он замерзает при шестидесяти градусах ниже нуля, но можно добиться цифры ниже (- 71). Испаряется при тридцати градусах, а повышение температуры лишь ускоряет этот процесс. Бензин производится с помощью перегонки нефтепродукта путем выборки отдельных фракций. Это самый старый способ. В двадцатом веке появились такие методы как крекинг и риформинг (преобразование в алканы и другие соединения).
Бензины легко воспламеняются, не имеют конкретного цвета, а также обладают летучестью. Кипение достигается на отрезке от тридцати до двухсот градусов. Застывает при температуре ниже шестидесяти градусов. В процессе сгорания появляется диоксид углерода и вода. Формула бензина это подтверждает (C3h21O2). Характеристики бензина, относящегося к автомобильному виду, следующие:
- смесь должна быть однородной;
- плотность равная 690-750 кг.м2 при плюс двадцати градусах;
- малая вязкость, не препятствующая протеканию топлива;
- способность испаряться. Соединение может осуществлять переход в газообразное состояние из жидкого. В автомобиле это обязательно, так как обеспечивает облегченный запуск двигателя, особенное в зимнее время года;
- состояние давления паров. Высокие показатели давления обеспечивают интенсивность конденсации. Слишком высокое давление способно образовывать паровые пробки, которые приводят к утере мощности транспорта;
- низкотемпературные качества, то есть свойство выдержки при низких температурах;
- процесс сгорания смеси. Понимается скоростная реакция углеводорода и кислорода.
Химический состав бензина
Состав бензина имеет в себе соединения углерода и водорода. Но этим не ограничивается. Популярное топливо включает в себя и другие молекулы бензина. Химический состав бензина дополняют: кислород, сера, азот и свинец. Сырье дополняется присадками, которые повышают конечный продукт. Количественные составляющие этих микроэлементов определяют видовое разнообразие топлива: 92 марка, 95 марка, 98.
Нефть является основополагающим сырьем для выработки бензина. Нефть добывается из природы, содержит примеси углеводородов и других соединений. Считается ценным ископаемым. Углеводород – важный компонент нефтепродукта и природного газа. Химические составляющие нефти разнообразные и постоянно изменяются в зависимости от парафиновых. В природе известные промежуточные и смешанные типы.
Парафиновые отличаются тем, что имеют большее содержание бензина, а сера, наоборот, в меньшем количестве. Нафтеновый вид сырого нефтепродукта разительно отличается от предыдущего типа. Он содержит бензин в ограниченном количестве, а сера, мазут и асфальт превалируют.
Определение фракционного состава бензина
Физические свойства бензина имеют зависимость от такого понятия как фракционный состав. Под этим подразумевается испарительная возможность, которая считается главным показателем, учитывающимся при использовании топлива в разном климате. Производство должно получить пропорциональное соотношение фракций как тяжелых, так и легких. Полученное топливо при нагревании испаряется без проблем – это хороший показатель. За это отвечают легкие, а тяжелые способствуют оптимальной интенсивности этого испарения. Нарушение баланса приведет к паровым пробкам, и двигатель столкнется с перебоями в работе. Испарение намечается, когда происходит нагревание при высоких температурах внутри прибора.
Фракционные свойства бензинов влияют на параметры пользования. Грамотное соотношение вышеуказанных составляющих обеспечит оптимальную испаряемость при низких температурных показателях, защиту от перебоев в конструкции. Топливо имеет характеристики, которые напрямую зависят от погодных и климатических условий, то есть в жарких странах и на полярном круге в состав бензина входят отличные друг от друга элементы.
Октановое число бензина
Марка топлива полностью раскрывает молекулярную массу бензина. Допустим, АИ 92. октановое число обозначено цифрами, а буквы определяют показатель. А – это значение класса моторных. Чем выше показатель числа, тем ниже детонационные характеристики бензина. Следовательно, цилиндры и поршни будут подвергаться меньшим разрушениям. Качество бензина улучшается с повышением октанового числа.
76 и 80 топливо бензина пропало на автозаправках, так как они плохо влияют на экологию и критичны для работы агрегатов. Продолжительно эксплуатации зависит от данного показателя. Автолюбитель всегда должен обращать внимание на это число, так как это, прежде всего, влияет на работоспособность транспорта.
Бензин состоит из изооктана и гептана. Первый обладает взрывоопасностью, а второй имеет нулевую детонацию. Именно октановый показатель определяет соотношение двух составляющих топлива. При помощи определенных присадок (свинцовых) повышается это число. Но свинцовые присадки не рекомендуют применять, так как они не благоприятно действуют на двигатель. Также его повышают спиртом. Если к 92 марке долить 100 гр. названной смеси, то получится 95.
Маркировка автомобильных бензинов
Межгосударственный стандарт маркирует бензины для автомобилей с помощью трех групп знаков, которые разделятся дефисами (АИ-95-3). Буквы в начале марки говорит о том, что бензин относится к автомобильному типу, который прошел исследовательские испытания согласно ГОСТ. Октановое число также измеряется с помощью исследования. Топливо может иметь следующее число: 95, 92, 98 и так далее.
Цифры от двух до пяти указывают на классность бензина. Оно совпадает с показателем стандартов экологии, который соответствует категории «Евро». Бензин обязан соответствовать определенной серии. То есть цифра два подходит для Евро-2, а цифра три для Евро-3 и так далее.
В качестве примера можно привести марку топлива «АИ-95-4». Из названия становится понятно, что бензин относится к автомобильному классу, а октановый показатель равен 92. Буквы говорят об исследовательском методе измерения. А конечная цифра указывает на то, что топливо соответствует 4-ой экологической категории (Евро-4 –стандарт).
С 2003 г. в Российской Федерации на официальном уровне запретили производство бензина, относящегося к этилированным смесям, который считается вредным. Поэтому сегодня все топливо неэтилированное, и в маркировке это не указывается.
Детонационная стойкость бензина
Детонационная стойкость заключается в способности автомобильного топлива оказывать сопротивление такому процессу как самовоспламенение, которое может произойти при сжатии. Наивысший показатель данной характеристики обеспечивает оптимальное сгорание при каждом эксплуатационном режиме двигателя. Горение бензина как процесс имеет кардинальный характер. Сжатие рабочего состава проходит при повышенной температуре и давлении. Далее происходит окисление соединений углерода и водорода, которое набирает интенсивность после того, как смесь воспламенится.
Если соединение углерода и водорода, которые остались в части несгоревшего состава, имеет недостаточную окислительную стойкость, то начнется ускоренный и интенсивный процесс накапливания соединений перекиси. А это ведет к взрывному распаду.
Повышенная концентрация соединений, возникших посредством перекиси, становится катализатором теплового взрыва, который спровоцирует самовоспламенение бензина. Именно этот процесс, происходящий внутри активного состава, становится активатором взрывного горения остатков топлива. Это приводит к детонационному сгоранию.
Детонация, как процесс внутри двигателя, вызывает следующие последствия:
- перегрев;
- интенсивный износ и локальные разрушения в двигателе;
- наличие резкого специфического звука;
- упадок мощности;
- увеличенный порог выхлопных дымов.
Детонация напрямую зависит от химического и физического состава используемого бензина, а также от особенностей конструкции самого двигателя. Октановое число считается основополагающим показателем детонации и ее стойкости в автомобильных бензинах.
pobenzinu.ru