Transcript pptx, 3,7 Mb

Часть 2. Автомобильное топливо
Нефть – смесь органических углеводородов разного строения,
состава, свойств, содержащая тысячи компонентов.
Нефть представляет собой маслянистую жидкость обычно
тёмного цвета со своеобразным запахом. Она немного
легче воды и в воде не растворяется.
Нефтедобыча
Прямая перегонка нефти
-
Это процесс разделения нефти на отдельные фракции,
отличающиеся между собой в первую очередь
температурой кипения
Устройство тарелок ректификационной колонны
Отверстия в тарелках, через которые проходят
поднимающиеся кверху пары, имеют небольшие
патрубки, покрытые сверху колпачками с
зубчатыми краями. Через зазоры, образующиеся
в месте соприкосновения колпачка с тарелкой, и
проходят
вверх
пары
углеводородов.
Пробулькивая через жидкость на тарелке, пары
охлаждаются, вследствие чего наименее летучие
составные части их сжижаются, а более летучие
увлекаются на следующие тарелки. Жидкость,
находящаяся
на
тарелке,
нагревается
проходящими парами, вследствие чего летучие
углеводороды из неё испаряются и поднимаются
кверху. Избыток жидкости, собирающейся на
тарелке, стекает по переточной трубке на
нижерасположенную тарелку, где проходят
аналогичные явления. Процессы испарения и
конденсации, многократно повторяясь на ряде
тарелок, приводят к разделению нефти на нужные
продукты.
Разделение нефти на фракции в процессе прямой
перегонки
К вакуумной
системе
Нефтяные
газы
А
В
Мазут
450о
С
D
фракции
360о
Масляные
Светлые фракции
Нефть
температура начала кипения (НК) нефти 30-60оС, а верхний
предел (конец кипения – КК) определить нет
возможности, т.к. при температуре свыше 480-500оС
начинается термическое разложение органических
соединений
По этой причине обычно нефть перерабатывается на
установках первичной перегонки нефти в два этапа:
• перегонка и отбор фракций, имеющих температуры
выкипания ниже 350-360оС;
• перегонка и отбор под вакуумом фракций, имеющих при
нормальном давлении температуры кипения выше 350360оС.
Переделы выкипания
• 120-230оС. Керосиновые фракции реактивное топливо
• 150-280оС . Осветительный керосин
• 140-200оС . Уайт-спирит
• 140-320оС. Дизельные фракции зимнее дизельное топливо
•
• 180-360оС. Дизельные фракции летнее дизельное топливо
•
• 40-150оС. Авиационный бензин
•
40-195оС. Автомобильный бензин
Разделение нефти на фракции
Объем
испарившейся
нефти, %
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
100
бензиновая фракция
200
300
дизельная фракция
Температура,С
Крекинг
Крекинг - процесс химического разложения углеводородов
нефти на более летучие вещества.
Существуют два вида крекинга
• термический
• Каталитический
При перегонке нефти выход бензина составляет лишь 10—15%.
Остается большая доля фракций (85%) нефти, которые не
могут быть использованы непосредственно в виде топлив или
смазочных материалов, но служат сырьем во вторичных
нефтехимических процессах.
Мазут и некоторые другие высококипящие нефтепродукты под
действием высоких температур в присутствии катализаторов
расщепляются на более простые (каталитический крекинг).
Схема реакторно-регенераторного блока установки каталитического крекинга
монтаж реактора (сепаратора)
каталитического крекинга
термический крекинг
Термический
крекинг
осуществляют,
пропуская
нефтепродукты, например мазут, через трубчатую печь,
где они нагреваются примерно до 500° под давлением в
несколько десятков атмосфер. Чтобы разделить
образующуюся
смесь
жидких
и
газообразных
углеводородов, продукты крекинга направляют в
ректификационную колонну.
Примерный состав газов
термического крекинга нефти.
каталитический крекинг
Каталитический крекинг осуществляют, пропуская пары тяжёлых
углеводородов в реакторы, заполненные катализатором (зёрна
алюмосиликатов). Продукты крекинга из реактора поступают на
ректификацию. Применение катализаторов позволяет проводить
крекинг при более низких температурах и давлении, направлять
его в сторону образования наиболее ценных продуктов и
получать бензин высокого качества.
В настоящее время сырьем каталитического крекинга служит
вакуумный газойль - прямогонная фракция с пределами
выкипания 350-500°С
В
настоящее
время
используется
цеолитсодержащий
микросферический катализатор (размер частиц 35-150 мкм).
Площадь поверхности 300-400 м²/гр. Он представляет собой
крекирующий цеолитный компонент, нанесенный на аморфную
алюмосиликатную матрицу. Содержание цеолита не превышает
30%.
Цеолит
Основное достоинство процесса - большая эксплуатационная
гибкость: возможность перерабатывать различные
нефтяные фракции с получением высокооктанового
бензина и газа, богатого пропиленом, изобутаном и
бутенами; сравнительная легкость совмещения с другими
процессами,
например,
с
алкилированием,
гидрокрекингом,
гидроочисткой,
адсорбционной
очисткой,
деасфальтизацией
и
т.
д.
Такой
универсальностью объясняется весьма значительная доля
каталитического крекинга в общем объёме переработки
нефти.
Высокое содержание непредельных соединений (олефинов)
не позволяют получать бензины высокого качества из-за
склонности давать отложения в двигателе. Необходимо
гидрооблагораживание
Типичный материальный баланс процесса каталитического
крекинга гидроочищенного вакуумного газойля
Продукция
Выход % Продукция
на сырье
100
бутан
Взято всего:
Гидроочищенный
вакуумный
100
газойль
Получено всего:
100
H2
0,04
СН4
0,25
C2H6
C2H4
C3H8
С3H6
0,23
0,36
0,85
2,73
Выход %
на сырье
0,89
бутены
2,5
изобутан
бензиновая фракция
газойль
(легкий+тяжелый)
Кокс + потери
С3H6
бутан
бутены
4,20
58,62
27,17
2,17
2,73
0,89
2,5
Гидрокрекинг
Гидрокрекинг — один из видов крекинга, переработка высоко
кипящих нефтяных фракций, мазута, вакуумного газойля или
деасфальтизата для получения бензина, дизельного и
реактивного топлива, смазочных масел, сырья для
каталитического крекинга и др. Проводят действием водорода
при 330—450°С и давлении 5-30 МПа в присутствии никельмолибденовых катализаторов. В процессе гидрокрекинга
происходят следующие превращения:
1. Гидроочистка — из сырья удаляются сераазотсодержащие
соединений; 2. Расщепление тяжелых молекул углеводородов
на более мелкие; 3. Насыщение водородом непредельных
углеводородов.
В зависимости от степени превращения сырья различают легкий
(мягкий) и жесткий гидрокрекинг.
Легкий гидрокрекинг — процесс, проходящий при давлении
5 МПа и температуре 380—400°С и избытке водорода в
одном реакторе (стадии), который направлен на получение
дизельного топлива и сырья каталитического крекинга.
Жесткий гидрокрекинг — процесс, проходящий при
давлении 10 МПа и температуре 380—400°С и избытке
водорода в нескольких реакторах (стадиях), который
направлен на получение дизельного топлива, керосиновых и
бензиновых фракций.
Типичный материальный баланс легкого
одностадийного гидрокрекинга
Продукция
Выход % на сырье
101,23
Вакуумный газойль (Фр.350-500°С)
100
Взято всего:
ВСГ
Получено всего:
Углеводородные газы
Сероводород
Бензиновая фракция
Дизельная фракция
Гидроочищенная фракция 350—
500°С
Потери (в том числе ВСГ на
отдувку)
1,23
101,23
0,58
1,43
4,21
34,0
59,29
1,65
Типичный материальный баланс жесткого
двухстадийного гидрокрекинга
Продукция
Взято всего:
Вакуумный газойль (Фр.350500°С)
ВСГ
Получено всего:
Углеводородные газы
Сероводород
Бензиновая фракция
Дизельная фракция
Гидроочищенная фракция
350—500°С
Потери
Выход % на сырье
102,5
100
2,5
102,5
7,5
1,8
22,7
69,5
0
1
Алкилирование
Процесс
алкилирования
направлен
на
получения
высокооктановых компонентов автомобильного бензина из
непредельных углеводородных газов. В основе процесса лежит
реакция соединения алкена и алкана с получением алкана с
числом атомов углерода равным сумме атомов углерода в
сходном алкене и алкане. Поскольку наибольшим октановым
числом обладают молекулы алканов с изо-строением, то
молекулы исходного сырья тоже должны иметь изо-строение. В
нефтепереработке наибольшее распространение получило
сырье алкилирования бутан-бутиленовая фракция (ББФ),
которая получается при в процессе каталитического крекинга.
Основной компонент ББФ изо-бутан и бутилен.
Основные химические реакции:
1. изобутан + изобутилен = изооктан (2,2,4-триметилпентан)
(Октановое число - 100 ед.)
2. 2. изобутан + бутилен-2 = изооктан (2,2,3-триметилпентан)
(ОЧМ < 100)
3. изобутан + изобутилен = изооктан (2,2,3,3-тетраметилбутан)
(ОЧМ>100)
4. Побочные реакции из-за примесей пропилена и нормального
бутилена
5. изобутан + пропилен = изогептан (2,2-диметилпентан)
(ОЧМ<<100)
Изобутан
Изобутилен
Изооктан
Риформинг
Риформинг - (от англ. Reforming - переделывать, улучшать)
промышленный процесс переработки бензиновых и лигроиновых
фракций нефти с целью получения высококачественных бензинов
и ароматических углеводородов. При этом молекулы
углеводородов в основном не расщепляются, а преобразуются.
В результате риформинга бензиновая фракция обогащается
ароматическими соединениями и его октановое число
повышается примерно до 85. Полученный продукт (риформат)
используется как компонент для производства автобензинов и как
сырье для извлечения ароматических углеводородов.
Содержание ароматических соединений в риформатах достигает
55-65%, что для бензинов неприемлемо, при их сгорании
образуются продукты, вызывающие заболевания раком
Гидроочистка
Гидроочистка — процесс химического превращения веществ под
воздействием водорода при высоком давлении и
температуре. Гидроочистка нефтяных фракций направлена на
снижение содержания сернистых соединений в товарных
нефтепродуктах.
Побочно
происходит
насыщение
непредельных углеводородов, снижение содержания смол,
кислородсодержащих соединений, а также гидрокрекинг
молекул
углеводородов.
Гидроочистке
подвергаются
следующие фракции нефти:
1. Бензиновые фракции (прямогонные и каталитического
крекинга);
2. Керосиновые фракции;
3. Дизельное топливо;
4. Вакуумный газойль;
5. Моторные масла.
Изомеризация
Процесс
изомеризация
направлен
на
получение
высокооктановых компонентов товарного бензина из
низкооктановых фракций нефти путем структурного изменения
углеродного скелета. Источником детонации в ДВС является
образование свободных радикалов по цепному механизму.
Нормальные неразветвленные алканы при горении образуют
наиболее активные первичные радикалы, чем вторичные или
третичные радикалы при горении разветвленных алканов с
изостроением. Поэтому чем разветвление молекула, тем выше
её детонационная стойкость, октановое число.
Возможна только для легких алканов, бутана, пентана и гексана.
Это фракция называется легкая нафта, петролейный эфир,
газовый бензин. В промышленности реализовано два типа
изомеризации: 1. Однопроходная 2. С рециклом.
Однопроходная изомеризация позволяет повысить октановое
число И.М. фракции с 70 до 83 пунктов.
Смесь улеводородов до и после однопроходной изомеризации.
КОМПОНЕНТЫ (% ОБ.) И ИОЧ СМЕСИ
СЫРЬЕ
ПРОДУКТ
изопентан
10,3
26,9
нормальный пентан
24,8
8,4
изогексан
23,2
47,8
нормальный гексан
25,6
5,7
циклические у/в
5,6
11,2
бензол
10,5
0
Октановое число И.М.
69
83
Изомеризация с рециклом позволяет повысит октановое число
фракции с 70 до 92 пунктов, за счет выделения из смеси
низкооктановых компонентов и возвращение их на
рециркуляцию.
Условия процесса: Давление - 2-3 МПа; Температура в реакторе
- 380-410°С; Кратность циркуляции ВСГ - >500 нм³/м³;
Катализатор платиносодержащий на алюмосиликатной
матрице и цеолитах.
Общие требования к моторному топливу
1. Хорошая смешиваемость с воздухом.
2. топливо должно полностью сгорать в цилиндрах
двигателя
3. образовывать минимальное количество токсичных
веществ, а также нагара в камере сгорания
4. не давать отложений во впускной системе
5. обеспечивать запуск при различных температурах воздуха
Эксплуатационные показатели, отвечающие за выполнение
указанных требований:
Испаряемость
склонность к нагаро- и лакоотложению
Воспламеняемость
физическая и химическая стабильность
Горючесть
прокачиваемость,
коррозионная активность
Испаряемость зависит от фракционного состава топлива и
показывает возможность топлива образовывать рабочую
смесь
Воспламеняемость
и
горючесть
определяются
совокупностью
показателей:
концентрационными
пределами
воспламенения
и
температурой
воспламенения, пределами устойчивости горения,
температурой самовоспламенения.
Концентрационные
пределы
воспламенения
–
минимальное (нижний предел воспламенения-НПВ) и
максимальное (верхний предел воспламенения-ВПВ)
содержание паров топлива в смеси с воздухом, при
которой смесь может воспламеняться
Температура самовоспламенения – температура, при
которой топливо воспламеняется без постороннего
источника зажигания.
Пределы устойчивости горения – это пределы (границы)
изменения состава топливно-воздушной смеси в двигателях,
в которых обеспечивается устойчивое и бездымное сгорание.
Состав рабочей смеси характеризуется коэффициентом
избытка воздуха
L - количества воздуха, расходуемого автомобилем
Lo - количество воздуха, необходимое теоретически для
полного сгорания подаваемого в двигатель количества
топлива
1 - смесь обогащенная, 1 – бедная
Обычно  лежит в пределах 1,05-1,1, но теоретически может
иметь значение 0,85-1,2. Теоретический расход воздуха для
сжигания 1 кг бензина - 14,8 кг, для дизельного топлива - 14,4
кг.
Теплота сгорания автомобильных топлив.
Вид топлива
Бензин
Диз. топливо
Этиловый спирт
Метиловый спирт
Природный газ
Нефтяной газ
Теплота сгорания, кДж/кг
44000
42000
27000
20000
52000 (38000 кДж/м3)
40000 (95000 кДж/м3)
Работа двигателей организована таким образом, что количество
тепла, выделяемого при сгорании порции рабочей смеси в
цилиндре, практически одинаково и не зависит от вида топлива.
Бензин
Компонентный состав отечественных
автомомбильных бензинов
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
Компонент
Содержание,
% об.
Бутаны (С4)
5,7
Риформат
54,1
Бензин каталитического крекинга
20,0
Изомеризат
1,5
Алкилат
0,3
Бензиновые фракции прямой перегонки,
13,3
гидрокрекинга и гидроочистки
Бензиновые
фракции
вторичных
4,9
термических процессов
В бензинах, производимых в Западной Европе и США,
меньшую долю по сравнению с российским бензином
составляет риформат, а также бензины прямой
перегонки, гидрокрекинга и гидроочистки.
Зато выше доля бензиновых фракций каталитического
крекинга и особенно больше изомеризата, алкиата и
оксигенатов.
Незначительная
доля
многих
компонентов объясняется их высокими октановыми
характеристиками (95-110 и даже выше по
исследовательскому методу).
Детонационные свойства бензинов
При нормальном процессе горения фронт пламени имеет
скорость распространения 15-20 м/с, давление нарастает
плавно, топливо сгорает полностью. Оптимальный режим
достигается при работе на бедных смесях.
Калильное зажигание - это явление, при котором
топливовоздушная смесь воспламеняется не от искры
свечи зажигания, а от перегретых деталей или
раскаленных частиц нагара в камере сгорания.
Может возникать из-за перегрева свечей при несоответствии
их тепловой характеристики данному типу мотора
Детонационная стойкость
Детонационное горение – аномальный процесс сгорания, при
котором наиболее удаленная часть топливовоздушной смеси
объемно самовоспламеняется с образованием ударных волн.
В невоспламенившейся части, перед фронтом пламени,
происходит не сгорание углеводородов с образованием СО2 и
Н2О, а химические реакции с образованием крайне
неустойчивых перекисных соединений типа R-OO-R
или R-OO-H.
Они быстро распадаются, образуются новые классы соединений,
в том числе новые перекиси, которые в свою очередь
претерпевают новые превращения – и так целая цепь
последовательно и параллельно протекающих реакций.
Детонационные волны многократно ударяются и отражаются от
стенок
камеры
сгорания,
вызывая
характерный
металлический стук, разрушая пристеночный слой газов с
пониженной температурой и масляную пленку на стенках
цилиндра.
Все это способствует повышению теплоотдачи в стенки
цилиндра, камеры сгорания, тарелки клапанов, днище поршня,
вызывая их перегрев и оплавление; повышенный износ верхней
части цилиндра, поломка поршней (межкольцевые перемычки,
юбки) и колец, разрушение подшипников. При работе с
детонацией происходит отслоение частиц нагара от стенок
камеры сгорания и днища поршня. Типичное разрушение
поршня при детонации: верхнее кольцо срезает перемычку,
ломает второе кольцо и перемычку под ним, заклинивая
маслосъемное кольцо.
Обычно детонация появляется в зонах с наиболее высокой
температурой и с большой продолжительностью пребывания
смеси в них – т.е. в наиболее удаленных от свечи зажигания
В наибольшей степени количество образующихся перекисей
зависит от состава бензина.
Наименьшая стойкость у нормальных парафинов (насыщенных
углеводородов линейного строения),
Наибольшая
–
у
ароматических
углеводородов
и
изопарафинов (парафинов с разветвленным углеродным
скелетом). Олефины (непредельные углеводороды) и
нафтены (парафины циклического строения) занимают
промежуточное положение.
Детонационную стойкость можно повышать двумя путями:
• изменением химического состава
• введением антидетонационной присадки
Антидетонаторы – вещества, которые при введении их в
небольших количествах в бензин резко повышают его
детонационную стойкость.
До недавнего времени для повышения детонационной
стойкости бензинов к ним добавляли этиловую жидкость –
раствор тетраэтилсвинца (ТЭС) Pb (C2H5)4 в этиловом спирте
2003 г. принят закон о запрете производства и оборота
этилированного автобензина в Российской Федерации
нетоксичные антидетонаторы:
• азотосодержащие производные ароматических
углеводородов,
• спирты С1-С5
• метилтретбутиловый эфир (МТБЭ)
• этилтретбутиловый эфир (ЭТБЭ)
Детонационная стойкость бензинов оценивается
октановым числом (ОЧ).
В
качестве
эталонов
выбраны
изооктан
(2,2,4триметилпентан), имеющий антидетонационные свойства,
условно принятые за 100 единиц, и нормальный гептан,
антидетонационные свойства принятые считать равными
нулю.
Октановое число топлива соответствует процентному
содержанию изооктана в смеси изооктана и н-гептана,
которая при испытаниях начинает детонировать при этой же
степени сжатия, что и бензин.
Например, если бензин детонирует при той же степени сжатия,
что и смесь из 76% изооктана и 24% н-гептана, то
детонационная стойкость его оценивается величиной ОЧ=76
единиц.
Определение ОЧ
производится двумя методами:
• Моторный (ОЧМ)
• Исследовательский (ОЧИ)
ОЧМ на несколько единиц меньше, чем ОЧИ.
ОЧИ=ОЧМ+8
Часто для характеристики бензинов используют среднее
значение между ОЧМ и ОЧИ, которое называют октановым
индексом или чаще дорожным октановым числом (ОЧД)
Октановая характеристика компонентов бензина
Компонент
Бутаны
Риформат
Бензин каталитического крекинга
Изометизат
Алкилат
Бензины прямой гонки, гидрокрекинга и
гидроочистки
Бензиновые
фракции
вторичных
термических процессов
ОЧМ
85-90
78-84
85-90
82-88
90-94
58-70
ОЧИ
90-96
82-90
90-98
92-96
95-99
68-74
60-74
63-80
МТБЭ оценивается ОЧМ=105 и ОЧИ=135
УИТ-85
универсальная
установка для определения
октановых чисел бензинов и их
компонентов по моторному и
исследовательскому методам
согласно СТ СЭВ 2243-80 и СТ
СЭВ 2183-80.
Сущность
определения
заключается
в
сравнении
испытуемого образца топлива с
эталонами (смесями изооктана
с нормальным гептаном) при
стандартных
условиях
испытания.
Октанометр
Определение
октанового
и
цетанового
чисел
производится путем
оценки
интегрального
состава
образца
топлива, показания
Октанометра могут
отличаться для двух
образцов
одной
марки
разных
производителей
Денсиметр
Денсиметр, ареометр, прибор для определения плотности
жидкости
Назначение
Измерение плотности нефтепродуктов. В
некоторых случаях позволяет распознать
фальсификацию марки топлива
Устройство
Представляет собой стеклянный
поплавок со шкалой, градуированной в
единицах плотности жидкости
Принцип
Основан на использовании закона
работы
Архимеда
Порядок
Для измерения плотности следует
работы
поместить НДБ-1 в исследуемую
жидкость так, чтобы он свободно плавал,
не прикасаясь к стенкам сосуда
Температурная (1 деление шкалы (10 кг/м3) на каждые
поправка
13 °С изменения температуры
относительно +20°С
Плотность нефтепродуктов должна соответствовать следующим
значениям: бензины А80 – от 730 до 750 кг/м3, Аи-93 - А-98 – от
748 до 770 кг/м3;; керосин – от 770 до 810 кг/м3; дизтопливо –
от 810 до 850 кг/м3
Фракционный состав и испаряемость бензинов
- зависимость
температуры.
количества
испарившегося
бензина
Контролируемые параметры:
1. интервал давления насыщенных паров бензина при
стандартной температуре
2. объемная доля бензина, испарившегося при его
нагревании до 70оС (И70), 100оС (И100) и 150оС (И150).
3. температура конца кипения.
от
Автобензины по ГОСТу 2002г. делятся на 10 классов по
испаряемости:
А,В – летние
С,D,E,F – зимние классы,
C1,D1,E1,F1 – переходные классы
•
Запуск двигателя при низких температурах обеспечивается
более высоким давлением насыщенных паров зимних
классов бензинов.
• Утяжеленные летние классы (т.е. содержащие меньше
низкокипящих соединений) снижают вероятность появления
паровых пробок в системе питания двигателя и потери
бензина при хранении и транспортировке.
Для бензинов переходных классов в ГОСТе установлен
показатель, называемый индексом испаряемости или
максимальным индексом паровой пробки (ИПП):
ИПП=10ДНП + 7(И70), где
• ДНП – давление насыщенных паров, кПа;
• И70-количество топлива, испарившегося при 70оС, %.
в Ленинградской области
с 01.05 по 30.09 (5 мес.) - летний класс В,
с 01.04 по 30.04 и с 01.10 по 31.10 (1 мес. и 1 мес. )-класс D1,
с 01.11 по 31.03 (5 мес.) – зимний класс D.
И100 - связан со скоростью (время) прогрева
И150 - Характеризует полноту испарения в двигателе
Коррозионные свойства бензинов
Коррозионная активность бензинов определяется наличием в них соединений,
содержащих серу и кислород.
Технические требования к автобензинам по ГОСТ Р 51105-97 и ГОСТ 51866-2002
Показатель качества
ГОСТ Р 51105-97
Нормал Регуляр Премиум Супер 98
ь 80
92
95
ГОСТ 51866-2002
Регуляр
Премиум
Супер
Евро-92
Евро-95
Евро-98
Октановое число, не
менее
Моторный метод
76,0
83,0
85,0
88,0
85,0
85,0
88,0
Исследовательский метод
80,0
92,0
95,0
98,0
92,0
95,0
98,0
Содержание свинца,
г/дм3, не более
Содержание фактических
смол, мг/100 см3, не более
0,010
0,005
5,0
5,0
Индукционный период
бензина, мин, не менее
360
360
Массовая доля серы, % не
более
Объемная доля бензола, %
не более
0,05
0,015
5
1
Требования к составу автомобильных бензинов
по европейским стандартам
Евро-2
Евро-3
2002 г.
Евро-4
2005 г.
5,0
0,05
-
1,0
0,015
42
1,0
0,005
35
Содержание олефиновых углеводородов,
макс., %
-
18
18
Содержание кислорода, макс., %
Фракционный состав, %
до 100оС перегоняется, не менее
до 150оС перегоняется, не менее
Давление насыщенных паров, кПа, не
более
-
2,3
2,7
-
46
75
60
46
75
60
Наличие моющих присадок
-
Содержание бензола, макс., %
Содержание серы, макс., %
Содержание ароматических
углеводородов, макс., %
обязательно
Стабильность бензинов и образование отложений в
двигателях
чтобы сохранять в течение длительного времени свои
эксплуатационные качества, бензины должны обладать
стабильностью.
• Физическая стабильность - испарение легких фракций,
изменение фракционного состава и ухудшение, прежде
всего, пусковых. Физическую стабильность характеризует
давление насыщенных паров бензина свойств.
• Химическая стабильность - способность бензина проявлять
устойчивость
против
химических
превращений.
Непредельные
углеводороды
проявляют
высокую
реакционную способность при взаимодействии с кислородом
воздуха. в
результате
в
бензине накапливаются
высокомолекулярные смолистые соединения.
гарантийный срок хранения бензинов всех марок – 1 год со дня
изготовления
Токсичность бензинов и продуктов их сгорания
Бензины способны проникать в организм через кожу, через
органы дыхания и пищеварительный тракт.
Токсичные вещества могут образовываться и при сгорании
бензинов. Они входят в состав отработавших газов: оксид
углерода СО, оксид серы SO2, оксиды азота NxOy, альдегиды,
канцерогенные вещества
участие катализаторов:
• дожигание несгоревших углеводородов
СmHm + O2 = CO2 + H2O;
• нейтрализация оксидов азота
NxOy = N2 + O2;
• дожигание моноксида углерода
СО + О2 = СО2.
Введение норм по выбросам автомобилей и
требований к качеству автобензинов
Нормы по выбросам автомобилей
Евро-1
Евро-2
Год ввода
Европа
Россия
1993
1999
1996
2002
Евро-3
2000
2004
Евро-4
2005
2010
Требования к качеству
автобензинов
Год ввода
Европа
Россия
1993
1997
ЕN/228.93
ГОСТ Р
51105-97
2000
2002 ГОСТ Р
ЕN/228.99
51866-2002
2005 Правило Не определен
98/70/ЕС
Нормы токсичных выхлопов автомобилей
по европейским стандартам
Стандарт
Год
введения
Содержание в ОГ, г/квтч
NOx
CO
[CH]
Тв.частицы
1
2
3
4
5
6
ЕВРО-0
1988
14,4
11,2
2,5
-
ЕВРО-1
1993
8,0
4,5
1,1
0,36
ЕВРО-2
1996
7,0
4,0
1,1
0,15
1
2
3
4
5
6
ЕВРО-3
2000
5,0
2,0
0,6
0,10
ЕВРО-4
2005
3,5
1,5
-
0,02
ЕВРО-5
2008
2,0
1,5
-
0,02
Диагностика двигателя и качества топлива по свече
зажигания
По состоянию свечи вполне можно сделать вывод о температурном
режиме процесса, о составе смеси, качестве топлива.
На фото №1 изображена свеча, вывернутая из
двигателя работу которого можно считать отличной.
Юбка центрального электрода имеет светлокоричневый цвет, нагар и отложения минимальны.
Полное отсутствие следов масла
На фото №2 пример свечи от двигателя с
повышенным расходом топлива. Центральный
электрод покрыт бархатисто-черным нагаром.
Причин тому несколько: богатая воздушнотопливная смесь (неправильная регулировка
карбюратора или неисправность инжектора),
засорение
воздушного
фильтра.
На фото 3 пример чрезмерно бедной
воздушно-топливной
смеси.
Цвет
электрода от светло-серого до белого. Езда
на слишком обедненной смеси и при
повышенных нагрузках может стать
причиной значительного перегрева, как
самой свечи, так и камеры сгорания, а
перегрев камеры сгорания ведет к прогару
выпускных клапанов.
Юбка центрального электрода свечи на
фото 4 имеет красноватый оттенок. Топливо
содержало
избыточное
количество
присадок имеющих составе металл.
Использование такого топлива приведет к
отложению токопроводящего налета на
поверхности изоляции и свеча перестанет
работать
Фото № 5. Свеча имеет следы масла особенно в
резьбовой
части.
Причина
этого
неудовлетворительное
состояние
маслоотражательных
колпачков.
Налицо
повышенный расход масла. В первые минуты
работы двигателя, в момент прогрева,
характерный бело-синий выхлоп.
фото
№
6
цилиндр
неработающий.
Центральный электрод, его юбка покрыты
плотным слоем масла смешенного с каплями
несгоревшего топлива и мелкими частицами от
разрушений, произошедшими в этом цилиндре.
Причина - разрушение одного из клапанов или
поломка перегородок между поршневыми
кольцами с попаданием металлических частиц
между
клапаном
и
седлом.
Заметна
значительная потеря мощности, расход топлива
возрастает в полтора, два раза
Фото № 7 Полное разрушение центрального
электрода с его керамической юбкой. Причины:
длительная работа двигателя с детонацией,
применение топлива с низким октановым
числом, очень раннее зажигание, бракованная
свеча.
Фото № 8 Электрод свечи оброс зольными
отложениями. Причина этого нароста сгорание
масла вследствие выработки или залегания
маслосъемных поршневых колец. У двигателя
повышенный расход масла, при перегазовках из
выхлопной трубы сильное синее дымление,
запах выхлопа похож на мотоциклетный
Присадки к бензинам
Присадки – вещества, изменяющие свойства бензинов
• Антидетонационные
• Антиокислительные
• Нейтрализирующие добавки
• Пассиваторы (образуют защитные пленки)
• Моющие
• Октан-корректоры
• Пусковые жидкости (диэтиловый эфир, петролейный эфир,
изопропилнитрат) CH3-CH(CH3)ONO2
• Антиобледенители и противоводокристаллизующие
• Антипенные
•Антифрикционные
• Антистатические
•Многофункциональные
Диэтиловый эфир
Свойства и применение зарубежных бензинов
В промышленно развитых странах в основном используются две
марки бензинов – “Премиум” (Premium, ОЧИ 95-98) и “Регулaр”
(Regular, ОЧИ 90-94), в Европе также Суперплюс (Superplus, ОЧИ
98), в США Митгрейд (Mitgrade, ОЧИ 94).
На
азиатско-тихоокеанском
рынке
потребляются
неэтилированные бензины 91RON, 92RON, 95RON и
этилированный 97RON (здесь цифра означает ОЧИ)