ЕСЛИ ВЫ ХОТИТЕ СТАТЬ НАШИМ ПАРТНЁРОМ, ПРОСИМ ВАС ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ

ИЛИ АВТОИЗИРУЙТЕСЬ, ЧТОБЫ ОСТАВЛЯТЬ КОММЕНТАРИИ

РЕГИСТРАЦИЯ
ЗАБЫЛИ ПАРОЛЬ?
Автомобильные бензины и дизельные топлива

Автомобильные бензины и дизельные топлива

 

Автомобильные бензины и дизельные топлива

Долговечность работы двигателя зависит от многих факторов, и в значительной степени от качества применяемого топлива.

Бензин (от франц. benzine) — смесь углеводородов (соединений углерода и водорода), имеющих температуру кипения 30 — 200°С, и присадок, предназначенных для улучшения эксплуатационных свойств топлива.

Детонация — неконтролируемое самовоспламенение части бензовоздушной смеси, сопровождающееся горением взрывного характера (скорость распространения фронта пламени возрастает с 15-20 до 1500-2500 м/с). Ее признаками являются характерные металлические стуки (результат многократного отражения ударных волн от поверхностей цилиндров), вибрации и снижение мощности двигателя, увеличение расхода топлива, повышение дымности отработавших газов. Детонация приводит к перегреву и оплавлению поршней, прогару прокладки головки блока цилиндров, разрушению поршневых колец, износу подшипников коленчатого вала.

Октановое число (ОЧ) бензина — показатель стойкости бензина к детонации. Оно определяется в лабораторных условиях на моторной установке путем сравнения ее работы на испытуемом бензине и эталонном топливе (смеси изооктана с ОЧ = 100 и гептана с ОЧ = 0), детонационная стойкость которого известна. Октановое число равно содержанию изооктана в смеси с гептаном. Важнейшим условием бездетонационной работы двигателя является применение топлива с октановым числом, рекомендуемым заводом-изготовителем. Оно указывается в марке бензина, например у АИ-95 ОЧ=95.

Дизельные топлива предназначены для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Представляют собой смесь углеводородов с температурой кипения 180 — 360°С. В некоторые марки дизтоплива вводятся присадки для улучшения его эксплуатационных свойств. Дизельное топливо, впрыснутое в сжатый и нагретый в цилиндре воздух (500-700°С), должно распылиться, частично испариться и самовоспламениться за очень короткий (0,002-0,003 с) промежуток времени, называемый периодом задержки самовоспламенения (ПЗС).

Цетановое число (ЦЧ) характеризует воспламеняемость дизтоплива (чем оно больше, тем меньше ПЗС) и определяется испытанием на моторной установке. Численное значение ЦЧ равно процентному содержанию цетана (ЦЧ=100) в его смеси с (a-метилнафталином (ЦЧ=0), воспламеняемость которой эквивалентна испытуемому дизтопливу. При ЦЧ менее 40 (большом ПЗС) топливо в цилиндре успевает хорошо прогреться, поэтому воспламенение носит взрывной характер и резко повышает давление в цилиндре. Такую работу дизеля называют ""жесткой"", она вызывает ударные нагрузки на поршень, подшипники коленвала, приводит к их ускоренному износу. Дизтопливо с ЦЧ выше 55 (малым ПЗС), поступив в цилиндр, не успевает хорошо прогреться, поэтому давление в цилиндре нарастает равномерно, дизель работает ""мягко"". Однако при этом ухудшается процесс смесеобразования, что приводит к неполному сгоранию топлива, падению мощности и экономичности двигателя, повышению дымности отработавших газов. Цетановое число связано с низкотемпературными характеристиками топлива — чем оно меньше, тем ниже температура застывания. Поэтому летние и зимние дизтоплива имеют разные ЦЧ. У арктического дизтоплива оно находится на грани ""жесткой"" работы дизеля. ""Мягкой"" работой двигателя ""жертвуют"" для обеспечения возможности его пуска, прохождения топлива через фильтры, прокачиваемости по топливной системе и т.д.

Прокачиваемость дизельного топлива должна обеспечивать бесперебойную подачу его в цилиндры в необходимом количестве. Определяется вязкостью, низкотемпературными характеристиками, содержанием механических примесей, смол и других загрязнений, влияющих на прохождение топлива через фильтр.

Вязкость дизельного топлива должна находиться в определенных пределах. Если она чрезмерно высокая, ухудшается прокачиваемость по системе и процесс смесеобразования из-за неудовлетворительной тонкости распыла. Это снижает экономичность двигателя и повышает дымность отработавших газов. Топливо с низкой вязкостью хуже обеспечивает смазку и герметизирует зазор плунжерных пар топливного насоса высокого давления, что может привести к выходу его из строя.

Низкотемпературные свойства дизельных топлив — температура помутнения (кристаллизации парафинов), застывания (полная потеря текучести) и предельной фильтруемости (температура, при которой топливо еще способно проходить через фильтр). Они определяют способность топлива проходить через фильтры и обеспечивать прокачку по трубопроводам в условиях низких температур.

Производство бензинов и дизельных топлив

Включает целый комплекс технологических процессов (см. ниже о промышленном производстве), осуществляемых преимущественно на крупных нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ). Потребление высокооктановых бензинов (например, АИ-95, АИ-98) несколько больше, чем их производство на НПЗ. Это связано с низкой потребностью в этих бензинах в некоторых регионах страны, а малотоннажное производство крупным предприятиям невыгодно. В связи с этим товарные бензины производят небольшие фирмы, которые должны обладать для этого допуском, выданным межведомственной комиссией по испытанию топлив, смазок и специальных жидкостей при Госстандарте РФ. Они получают бензин из компонентов, изготовленных промышленным путем на НПЗ. Например, добавлением в АИ-92 или АИ-95 12-15% метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) получают АИ-95 или АИ-98 (соответственно), которые имеют вполне приемлемое качество. Используют также высокооктановые добавки-антидетонаторы в допустимых концентрациях. Недобросовестные ""производители"" для получения сверхприбыли идут на нарушение технологии производства. В основном это заключается в изготовлении суррогатных бензинов из низкооктановых компонентов путем добавления антидетонационных присадок в концентрациях, превышающих допустимые нормы. Использование такого топлива в большинстве случаев приводит к нарушению нормальной работы двигателя и даже выходу его из строя. Например, превышение допустимых норм железосодержащих антидетонаторов вызывает отложение токопроводящего красного налета на свечах, распылительных отверстиях форсунок и т. д., который практически не удаляется и выводит эти элементы из строя. Зимнее дизтопливо дороже летнего, поэтому вышеупомянутые ""производители"" для снижения температуры застывания добавляют зимой в летнюю марку бензины или керосины. У них довольно низкое цетановое число (у керосина — 20-40, у бензина — 14-24), что приводит к жесткой работе дизеля, соответственно к повышению износа и т.д. Добавление в дизтопливо некачественных депрессорных присадок, понижающих только температуру застывания и не влияющих на предельную температуру фильтруемости, вызывает забивание фильтров. Промышленное производство топлив состоит из следующих основных этапов: первичная, вторичная переработка нефти и процессы смешения (компаундирования).

Первичная переработка (прямая перегонка) — разделение нефти на отдельные фракции (части) по температурам кипения при нагревании в специальных ректификационных колоннах. В результате получаются бензиновые, керосиновые, дизельные фракции, которые используются для получения соответствующих видов топлив, а также мазут. Прямая перегонка позволяет получить небольшую часть (10-25%) бензиновых фракций, в основном невысокого качества. Прямогонные бензины имеют, как правило, очень низкое ОЧ (не более 40-50). Для увеличения выхода топлива и улучшения его качества (например, повышения детонационной стойкости) используют деструктивные процессы.

Вторичная переработка (деструктивные процессы от лат. destructio — нарушение, разрушение структуры) изменяет химический состав и структуру углеводородов. Основным методом является крекинг (от англ. cracking — расщепление), главная реакция которого — расщепление крупных молекул мазута на более мелкие: под действием высоких температур без катализатора — термический крекинг, в присутствии катализатора — каталитический крекинг, катализатора и водорода — гидрокрекинг. Эти процессы позволяют увеличить выход бензиновых фракций из нефти до 60%. Для получения высокооктановых компонентов товарных бензинов используют процессы каталитического риформинга (получение ароматических компонентов), алкилирования (получение алкилатов) и изомеризации (получение изомеризатов). Для удаления серы из топлив применяется гидроочистка (разновидность гидрокрекинга). По сравнению с прямой перегонкой все вторичные, деструктивные процессы сложны в технологическом отношении и дорогостоящи, однако позволяют существенно увеличить выход товарных топлив и улучшить их качество. Смешение прямогонных фракций с компонентами вторичных процессов и присадок является завершающим процессом получения товарных автомобильных бензинов и дизтоплив. Бензины различных марок получают смешением (процесс, довольно сложный в технологическом отношении) различного количества компонентов первичной, вторичной переработки нефти и присадок. Автомобильные бензины одной марки, изготовленные на разных предприятиях, имеют несколько различающийся состав, что связано с неодинаковым набором технологического оборудования. Однако они должны соответствовать нормативной документации (ГОСТам, ТУ). Дизельные топлива получают смешением прямогонных и прошедших гидроочистку фракций в соотношениях, обеспечивающих требования стандарта по содержанию серы. Для обеспечения низкотемпературных свойств зимнее и арктическое дизтоплива получают из более легких фракций, чем летнее, или проводят его депарафинизацию (извлечение парафинов), а в топливо марки ДЗп вводят депрессорные присадки. В арктическое дизтопливо для повышения ЦЧ вводят специальные присадки, повышающие его с 38 до 40. Гидроочисткой дизельного получают экологически чистые топлива летних (ДЛЭЧ-В и ДЛЭЧ) и зимней марок (ДЗЭЧ), которые обладают пониженным содержанием серы.

Источник: ""Полезные страницы""