Требования к качеству моторных топлив

Требования к качеству моторных топлив

Тепловая энергия, совершающая полезную работу в двигателе внутреннего сгорания, получается в результате химических реакций между топливом и кислородом воздуха в процессе сгорания топлива в цилиндрах двигателя. В современных быстроходных двигателях процесс сгорания топлива протекает очень быстро — за десятые или сотые доли секунды. Соответственно столь же быстро должны проходить процессы подготовки смеси топлива с воздухом. Указанное обстоятельство предъявляет определенные требования к качеству топлив, применяемых в двигателях автомобилей.

В карбюраторных двигателях топливо, подаваемое вместе с воздухом, должно быстро испаряться и образовывать гомогенную (однородную) смесь с воздухом. В дизелях подаваемое в цилиндры двигателя топливо с целью его быстрейшего испарения и перемешивания с воздухом должно хорошо распыливаться. Скорость сгорания топлива должна быть оптимальной с точки зрения получения наилучших мощностных и экономических показателей, обеспечения надежности и необходимого ресурса двигателей. Скорость распространения фронта пламени при нормальном процессе сгорания может меняться в пределах 15—50 м/с.

Предпочтительно применение топлив, обладающих большей теплотой сгорания.

Кроме этого топливо должно:
— своевременно и полностью сгорать в цилиндрах двигателя и образовывать минимальное количество токсичных веществ в отработавших газах;
— сгорать с наименьшим количеством нагара в камере сгорания и не вызывать отложения во впускной системе двигателя;
— обладать противоизносными и антикоррозионными свойствами;
— обеспечивать быстрый и надежный пуск двигателя при различных температурах окружающего воздуха.

Эффективность использования топлив в двигателях внутреннего сгорания в значительной мере определяется их эксплуатационными показателями, и в первую очередь такими, как испаряемость, воспламеняемость и горючесть.

Испаряемость характеризуется в основном фракционным составом топлива (температурными пределами выкипания отдельных фракций топлива) и давлением насыщенных паров (давлением пара, находящегося в равновесии с жидкостью при данной температуре).

Воспламеняемость и горючесть определяются температурными и концентрационными пределами воспламенения, пределами устойчивого горения, температурой самовоспламенения, устойчивостью против детонационного (взрывного) сгорания.

Температурные и концентрационные пределы воспламенения характеризуют топлива с точки зрения их пожарной опасности при транспортировке и хранении.

Пределы устойчивого горения — это пределы изменения состава топли-вовоздушной смеси в двигателях, при которых обеспечивается устойчивое, полное и бездымное сгорание топлива в цилиндрах двигателя. Состав смеси характеризуется коэффициентом избытка воздуха а, представляющим собой отношение массы воздуха, расходуемого двигателем, к количеству воздуха, теоретически необходимому для сгорания подаваемого в двигатель количества топлива. Для карбюраторного двигателя предельные значения коэффициента избытка воздуха составляют 0,6—1,2 и для дизельного 1,1 —1,5.

Температура самовоспламенения топлива — температура, при которой возникает быстрое нарастание скорости химической реакции, приводящее к воспламенению топлива без постороннего источника зажигания. Этот показатель характеризует взрывоопасность смеси паров топлива в воздухе и воспламеняемость топлива в дизельном двигателе.

Детонационное (аномальное) сгорание топлива характерно главным образом для карбюраторных двигателей. Детонация происходит при взрывном сгорании топлива. В этом случае скорость сгорания примерно в 100 раз больше, чем при нормальном сгорании.

К важным эксплуатационным свойствам относятся также прокачи-ваемость топлива, склонность к нагаро- и лакоотложениям, коррозионная активность, физическая и химическая стабильность.

Прокачиваемость топлива определяется температурой его помутнения и застывания, вязкостью, фильтруемостью и чистотой топлива (содержанием воды, механических и других примесей). Это эксплуатационное свойство относится главным образом к дизельным топливам.

Склонность топлива к нагаро- и лакоотложениям зависит от содержания в топливе ароматических углеводородов, смолистых веществ, тетра-этилсвинца, сернистых соединений, легкоокисляющихся непредельных углеводородов, термической стабильности топлива.

Коррозионная активность топлива и продуктов его сгорания определяется наличием в топливе коррозионно-активных веществ (соединений серы, водорастворимых кислот и щелочей, натрия, ванадия и других металлов).

Физическая и химическая стабильность топлив характеризуется потерями от испарения, склонностью к расслаиванию отдельных компонентов топлив, гигроскопичностью, склонностью к окислению в процессе хранения топлива.

К числу эксплуатационных свойств топлива относятся и такие свойства, как пусковые, защитные, противоизносные и другие.

МОТО́РНЫЕ ТО́ПЛИВА

  • В книжной версии

    Том 21. Москва, 2012, стр. 331-332

    Скопировать библиографическую ссылку:

    МОТО́РНЫЕ ТО́ПЛИВА, го­рю­чие жид­кие или га­зо­об­раз­ные ве­ще­ст­ва, при­ме­няе­мые для за­прав­ки дви­га­те­лей внут­рен­не­го сго­ра­ния. М. т. клас­си­фи­ци­ру­ют по сле­дую­щим при­зна­кам. По на­зна­че­нию: для дви­га­те­лей с при­ну­дит. ис­кро­вым за­жи­га­ни­ем (бен­зин), для авиа­ци­он­ных га­зо­тур­бин­ных дви­га­те­лей (ре­ак­тив­ные то­п­ли­ва), для дви­га­те­лей с вос­пла­ме­не­ни­ем от сжа­тия (ди­зель­ные то­п­ли­ва). По сырье­во­му ис­точ­ни­ку: неф­тя­ные, из аль­тер­на­тив­но­го сы­рья. По тех­но­ло­гии по­лу­че­ния: пря­мо­гон­ные, вто­рич­ных про­цес­сов пе­ре­ра­бот­ки неф­ти, син­те­ти­че­ские.

    Требования к качеству моторных топлив

    При применении и хранении к автомобильным бензинам предъявляются следующие требования.

    Высокие энергетические и термодинамические характеристики продуктов сгорания. При горении бензина должно выделяться максимальное количество тепла, продукты сгорания должны иметь малую молекулярную массу, небольшие теплоёмкость и теплопроводность, высокое значение произведения удельной газовой постоянной на температуру горения (RT). Высокое значение RT желательно получить за счёт увеличения Т.

    Хорошая прокачиваемость. Бензины должны надёжно прокачиваться по топливной системе машин, трубопроводам, насосам, системам регулирования и другим агрегатам и коммуникациям при любых условиях окружающей среды – низкой и высокой температурах, различных давлениях, запылённости и влажности.

    Оптимальная испаряемость. В условиях хранения и транспортирования испарение должно быть минимальным. При применении в двигателе бензина должны иметь такую испаряемость, чтобы обеспечить надёжное воспламенение и горение топлива с оптимальной скоростью в камерах сгорания двигателей.

    Минимальная коррозионная активность. Топлива не должны содержать компоненты, которые разрушают конструкционные материалы двигателя, средства хранения и транспортирования.

    Высокая стабильность в условиях хранения и применения. Топлива в течение длительного времени не должны изменять физико-химические и эксплуатационные свойства.

    Нетоксичность . Продукты сгорания также должны быть нетоксичными.

    Детонационная стойкость

    Детонация возникает в том случае, если скорость распространения пламени в двигателе достигает 1500-2500 м/с, вместо обычных 20 – 30 м/с. В результате резкого перепада давления возникает детонационная волна, которая нарушает режим работы двигателя, что приводит к перерасходу топлива, уменьшению мощности, перегреву двигателя, к прогару поршней и выхлопных клапанов.

    Октановое число (ОЧ)

    ОЧ – условный показатель, характеризующий стойкость бензинов к детонации и численно соответствующий детонационной стойкости модельной смеси изооктана и н-гептана. ОЧ изооктана принято за 100 пунктов, а н-гептана – за 0. Для автомобильных бензинов (кроме А–76) ОЧ измеряется двумя методами: моторным и исследовательским. Октановое число определяется на специальных установках путём сравнения характеристик горения испытуемого топлива и эталонных смесей изооктана с н-гептаном. Испытания проводят в двух режимах: жёстком (частота вращения коленчатого вала 900 об/мин, температура всасываемой смеси 149 0С, переменный угол опережения зажигания) и мягком (600 об/мин, температура всасываемого воздуха 52 0С, угол опережения зажигания 13 град.). Получают соответственно моторное (ОЧМ) и исследовательское ОЧ (ОЧИ). Разности между ОЧМ и ОЧИ называется чувствительностью и характеризует степень пригодности бензина к разным условиям работы двигателя. Среднее арифметическое между ОЧМ и ОЧИ называют октановым индексом и приравнивают к дорожному октановому числу, которое нормируется стандартами некоторых стран (например, США) и указывается на бензоколонках как характеристика продаваемого топлива.

    При производстве бензинов смешением фракций различных процессов важное значение имеют так называемые ОЧ смешения (ОЧС), которые отличаются от расчётных значений. ОЧС зависят от природы нефтепродукта, его содержания в смеси и ряда других факторов. У парафиновых углеводородов ОЧС выше действительных на 4 пункта, у ароматических зависимость более сложная. Различие может быть существенным и превышать 20 пунктов. Октановое число смешения важно также учитывать при добавлении в топливо оксигенатов.
    Фракционный состав (ФС)

    ФС бензинов характеризует испаряемость топлива, от которой зависит запуск двигателя, распределение топлива по цилиндрам двигателя, полнота сгорания, экономичность двигателя. Испаряемость определяется температурой перегонки 10, 50 и 90 % (об.) выкипания фракций бензина. Температура выкипания 10 % бензина характеризует пусковые свойства. При температуре ниже предельных значений в системе питания двигателя могут образовываться паровые пробки, а при более высоких температурах запуск двигателя затруднён. В США пусковые свойства двигателя характеризуют количеством топлива, выкипающем до 70 0С. Температура выкипания 50 % характеризует скорость перехода двигателя с одного режима работы на другой и равномерность распределения бензиновых фракций по цилиндрам. Температура выкипания 90 % фракций и конца кипения влияют на полноту сгорания топлива и его расход, а также на нагарообразование в камере сгорания в цилиндре двигателя. В ГОСТ Р 51105-97, который действует с 01.01.99 г., ФС бензина определяется при температуре выкипания 70, 100 и 180 0С.

    Читайте так же:  Нотариус волгограда коваленко

    Давление насыщенных паров (ДНП)

    ДНП даёт дополнительное представление об испаряемости бензина, а также о возможности образования газовых пробок в системе питания двигателя. Чем выше давление насыщенных паров бензина, тем выше его испаряемость. По ФС бензина рассчитывают индекс испаряемости.

    Бензины, применяющиеся в летнее время, имеют более низкое ДНП. Для обеспечения необходимых пусковых свойств товарного бензина, в его состав включают лёгкие компоненты: изомеризат, алкилат, бутан, фр. н.к. – 62 0С.

    Требования к качеству моторных топлив

    В течение длительного периода эксплуатации двигателей внутреннего сгорания на различных видах техники — автомобилях, морских и речных судах, воздушных аппаратах, промышленных и сельскохозяйственных тракторах и т. д. — сформировались определенные требования к качеству моторных топлив в зависимости от их назначения и условий применения. Эти требования

    Непрерывно менялись под влиянием совершенствования ДВС, расширения сфер их применения, наличия ресурсов нефти и оказывали определенное, часто решающее значение на развитие процессов и схем переработки нефти. Традиционно ДВС были ориентированы на использование нефтяных топлив, что органически составило триаду «двигатель — топливо— НПЗ». Изменение технико-эксплуатационных параметров двигателей сопровождалось изменением качественных характеристик топлив (и смазочных материалов также), что, в свою очередь, вело к разработке соответствующей технологии производства нефте-лродуктов.

    Так, увеличение степени сжатия в карбюраторных двигателях Вызвало ужесточение требований к детонационной стойкости бензинов (росту его октанового числа). Это стимулировало развитие процессов в нефтеперерабатывающей промышленности, целенаправленных на повышение октановых чисел авиационных и автомобильных бензинов — вначале термического, а затем и каталитического риформинга, полимеризации, алкилирования, изомеризации и др. Развитие и техническое совершенствование этих процессов органически связаны с ростом требований к октановой характеристике бензинов. Надежность и долговечность карбюраторных, дизельных и реактивных двигателей в значительной мере зависят от наличия в составе топлив сернистых, азотистых и других гетероатомных природных соединений. Для удаления этих соединений были разработаны и получили широкое распространение процессы гидроочистки топливных фракций — бензиновых, керосиновых, дизельных. В результате гидрооблагораживания снижается содержание гетероатомных соединений и ненасыщенных углеводородов, что повышает химическую и термическую стабильность топлив, надежность и ресурс работы двигателя.

    Необходимость оптимизации качества моторных топлив обусловлена также ограниченностью мировых запасов нефти и ростом ее стоимости. Важным фактором являются объемные и структурные изменения в потреблении моторных топлив. Решение проблемы сбалансированности потребления и производства различных видов моторных топлив может быть достигнуто за счет углубления переработки нефти и оптимизации качества моторных топлив. Первое направление является генеральной линией развития нефтеперерабатывающей промышленности и связано с разработкой гибких технологических схем глубокой переработки нефти на основе развития термокаталитических процессов переработки нефтяных остатков. Второе направление связано с изменением тех показателей качества топлив, которые сдерживают увеличение их отбора от нефти (например, фракционный состав, вязкость, температура застывания). Эффективность оптимизации качества моторных топлив будет оправдана, если не вызовет значительных дополнительных затрат в создание и эксплуатацию двигателей и не приведет к ухудшению их топливной экономичности по сравнению с возможным расширением ресурсов производства. В связи с этим под оптимизацией качества моторных топлив следует понимать обеспечение экономически и технически обоснованных требований потребителей к объемам и структуре производства моторных топлив при том уровне качества, которое характеризуется минимальными народнохозяйственными затратами (приведенными и энергетическими) на их производство и применение. Должна также учитываться и экологическая эффективность оптимизации качества, актуальность которой возрастает по мере увеличения загрязнения окружающей среды.

    Требования к качеству и эксплуатационным свойствам моторных топлив детально рассмотрены в работах [40, 41], поэтому здесь целесообразно остановиться на перспективных и оптимизационных требованиях, которые возникли за последнее время.

    Многие требования к качеству моторных топлив — плотности, вязкости, удельной теплоте сгорания, фракционному, элементному и углеводородному составам — связаны между собой. Для каждого параметра должен быть найден оптимальный уровень, взаимоувязанный с совокупностью всех физико-химических и эксплуатационных свойств товарного моторного топлива.

    Важнейшей качественной характеристикой автомобильных бензинов является октановое число. Повышение степени сжатия в двигателях позволяет увеличить их мощность и к. п. д., уменьшить расход топлива. Но повышение мощностных и экономических показателей двигателя возможно лишь за счет увеличения октанового числа бензинов. По данным [41, 42], увеличение октанового числа автомобильного бензина на единицу позволяет снизить его удельный расход в двигателе на 1,3—1,5%, что ведет к улучшению топливной экономичности автомобилей.

    В Японии основную долю в потреблении автомобильных бензинов (около 98%) составляет регулярный с октановым числом 90—91 (исследовательский метод); в США на его долю приходится свыше 80%, в то время как в наиболее крупных западноевропейских странах (Англии, Италии, Франции, ФРГ) преобладающую долю в потреблении (80% и выше) составляют премиальные бензины (октановое число по исследовательскому методу 97—99).

    С середины 70-х годов ужесточились требования к автомобильным бензинам с позиций охраны окружающей среды. На автомобилях стали устанавливать каталитические дожигатели отработавших газов и начали вводить ограничения по содержанию свинцовых антидетонаторов (ТЭС) в бензинах. Причиной отказа от применения свинцовых антидетонаторов является токсичность образующихся продуктов сгорания и отравление катализаторов дожигателей. Подсчитано, что ежегодно в атмосферу выбрасывается более 250 тыс. т свинца в виде аэрозолей [41].

    а США и Западной Европе за последние годы принят ряд законодательных решений, направленных на снижение содержания свинца в бензине и переход на производство и применение неэтилированных бензинов, начиная с 1990 г. [29, 431. В ЕЭС принято также решение [44], регламентирующее предельное содержание кислородсодержащих высокооктановых добавок в товарных бензинах [в % (об.)]:

    Метанол с добавкой стабилизатора 3/3

    Эфиры С5 и выше 10II5

    Прочие кислородсодержащие соеди- 7/Ш

    Смеси кислородсодержащих соеди- 2,5/3,7

    нений (в расчете на кислород)

    Требования по предельно допустимой концентрации кислородсодержащих соединений (до 3,7% в пересчете на кислород) совпадают также с требованиями Агентства по охране окружающей среды США о введении нового показателя качества бензинов— индекса летучести. В соответствии с этим требованием максимальное содержание кислорода во всех добавках к бензину не должно превышать 3,7% [45].

    Отказ от этилирования бензинов, с точки зрения нефтепереработки наиболее дешевого и энергетически эффективного способа повышения октановых чисел, выдвигает задачу увеличения октановых чисел суммарного бензинового фонда. В США к началу 1990-х годов намечается повысить октановый индекс* бензина с 86,8 до 88,3 пунктов (в пересчете на неэтилированную ос-нову). В Западной Европе средние октановые числа при переходе на неэтилированный бензин должны возрасти с 92,2 до 94,6 (по и.м.), или с 82,1 до 84,7 (по м. м.), в Японии —с 91 до 92 (по и. м.) [43].

    Необходимое приращение октановых чисел при отказе от этилирования должно быть обеспечено за счет развития и совершенствования технологических процессов по производству высокооктановых компонентов и применения альтернативных высокооктановых добавок. Капитальные вложения в развитие производства высокооктановых компонентов и альтернативных добавок, необходимые для организации производства^ неэтилированных бензинов, оцениваются для стран Западной Европы в объеме 2,7—5 млрд. долл. [43].

    Таким образом, отказ от этилирования бензинов может сопровождаться некоторым снижением октановых чисел товарных бензинов и, как следствие, — снижением требований к топливной экономичности автомобилей. В частности, федеральные власти США снизили требования к топливной экономичности новых автомашин с 11,7 до 11,0 км/л (или с 8,5 до 9,0^II00 км пробега) для моделей не только 1986 г., но, по всей вероятности, и моделей 1987 и 1988 гг., что вызовет пересмотр ранее выполненных прогнозов по снижению потребления бензина [29].

    В СССР также последовательно реализуется программа перехода на производство неэтилированных бензинов. В Москве, Ленинграде и курортных зонах запрещено использование этилированных бензинов. Часть нефтеперерабатывающих предприятий страны уже в настоящее время вырабатывают только неэтилированные бензины. Для перехода на производство неэтилированных бензинов в масштабах нефтеперерабатывающей промышленности страны потребуется значительное увеличение мощностей по каталитическому риформингу и крекингу, изомеризации, получению грег-бутилметилового эфира (ТБМЭ), облагораживанию бензинов термических процессов и др.

    Более сложной и многоплановой является проблема оптимизации качества средних дистиллятов реактивного и дизельного топлив. Массовые топлива для реактивных двигателей получают преимущественно из прямогонных фракций нефти. Увеличение ресурсов их производства состоит в оптимизации фрак-ционного состава, температуры начала кристаллизации и содер — жания ароматических углеводородов [47]. Так, для реактивного топлива ТС-1 утяжеление фракционного состава с соответствующим изменением температуры начала кристаллизации приводит к увеличению его отбора, что подтверждается нижеприведенными данными:

    Читайте так же:  Виды передачи в собственность квартиры

    Температура начала крис- —55 —50 40

    Пр Л е“ И выктания, °С 120-220 120-230 120-255

    Выход на нефть, % (масс.) 17,4 19,4 23,4

    Вместе с тем с утяжелением фракционного состава реактивного топлива снижается содержание керосиновых фракций в дизельном топливе, повышается температура выкипания 50% (об.) и общий выход дизельного топлива падает. В работе [48] показано, что с увеличением отбора реактивного топлива на 1 % (масс.) выход суммы светлых нефтепродуктов снижается на 0,5% (масс.), а дизельного топлива —на 0,9% (масс.) на нефть. Было проведено исследование экономической эффектив ности оптимизации качества летнего- дизельного топлива за счет изменения следующих показателей качества по ГОСТ 305—82 [49]:

    Увеличение Повышение *50%» ° с мм*/с

    I вариант До 290 До 7

    II вариант До 300 До 8

    Показатель по ^280 «с; 6

    На рис. 2.2 показана зависимость выхода суммы прямогонных светлых нефтепродуктов по отношению к потенциальному содержанию фракций 28—350 °С [51,4% (масс.) на нефть — ноль на оси ординат] от отбора топлива ТС-1 (фракция 115—230 °С с температурой начала кристаллизации минус 60 °С) и изменения требований к качеству дизельного топлива. Для оценки эффективности предлагаемых вариантов оптимизации качества дизельного топлива выполнены технико-экономические расчеты, в которых уменьшение выработки прямогонного дизельного топлива по ГОСТ 305—82 за счет большего отбора реактивного топлива компенсировалось производством дизельного топлива за счет внедрения процесса гидрокрекинга. Результаты приведены ниже (в расчете на 100 млн. т перерабатываемой нефти):

    Отбор топлива ТС-1 нефть, % (масс.) Экономический эффект, млн. руб.:

    Требования к качеству и технологии получения автомобильных бензинов по современным отечественным стандартам

    Требования, которые предъявляют производители двигателей с искровым зажиганием к качеству применяемых бензинов. Технология производства автомобильных бензинов. Требования к качеству товара, обусловленные техническими возможностями нефтепереработки.

    Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

    Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

    Размещено на http://www.allbest.ru/

    Размещено на http://www.allbest.ru/

    Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

    Национальный минерально-сырьевой университет (Горный)

    По дисциплине: «Технический и групповой анализ топлив»

    На тему: «Требования к качеству и технологии получения автомобильных бензинов по современным отечественным стандартам»

    Выполнила: студент гр. ТХ-11-2

    Проверила: Кондрашева Н.К.

    1. Требования к качеству автомобильных бензинов

    1.1 Требования, которые предъявляют производители двигателей с искровым зажиганием к качеству применяемых бензинов

    1.2 Требования к качеству вырабатываемых автобензинов, обусловленные техническими возможностями отечественной нефтепереработки

    1.3 Требования, связанные с транспортированием и хранением бензинов

    2. Технология производства автомобильных бензинов

    В настоящее время в мире эксплуатируется более 600 млн. единиц транспорта и суммарное мировое потребление моторных топлив составляет около 1,75 млрд т/год, в том числе на долю автомобильных бензинов приходится более 800 млн т/год. Еще недавно считалось, что моторное топливо нефтяного происхождения будет активно вытесняться альтернативными видами топлива: сжиженным нефтяным газом, сжатым и сжиженным природным газом, спиртами, водородом и др. Однако освоение альтернативных видов топлив встречает определенные технические и экономические трудности, поэтому есть уверенность, что жидкое топливо нефтяного происхождения останется на ближайшие десятилетия основным как для двигателей с искровым зажиганием, так и для дизельных двигателей. Ассортимент и качество вырабатываемых и применяемых бензинов определяются структурой автомобильного парка страны, техническими возможностями отечественной нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, а также экологическими требованиями, которые в последнее время стали определяющими показателями качества и технологии получения чистых бензинов. Отрицательное влияние выбросов автотранспорта на окружающую среду приводит к необходимости ужесточать нормы на состав отработавших газов автомобилей.


    Продукты сгорания бензинов, содержащиеся в отработавших газах автомобиля, поступают в атмосферу, загрязняя окружающую среду. Особенно сильное загрязнение воздушного бассейна отработавшими газами наблюдается в крупных городах с большим числом эксплуатируемых автомобилей.


    Так например в Санкт-Петербурге, где эксплуатируется около 2 млн 500 тыс. автомобилей, выброс в атмосферу вредных веществ с отработавшими газами составляют около 1 млн т/год. Такое загрязнение окружающей среды автотранспортом отнимает у каждого жителя столицы от трех до пяти лет жизни.


    С целью снижения вредных выбросов автомобилями их стали оборудовать каталитическими системами нейтрализации отработавших газов, что потребовало ужесточения требований к качеству применяемого бензина.


    Целью данной работы является описание качества и технологии получения автомобильных бензинов.


    Здесь изложены общие сведения о технологии производства автомобильных бензинов, их физико-химических свойствах и методах оценки их качества.


    1. Требования к качеству автомобильных бензинов


    Требования, предъявляемые к качеству современных автомобильных бензинов, подразделяют на четыре группы:


    1. От производителей автомобилей для обеспечения нормальной работы двигателя;


    2. От производителей бензинов, обусловленные возможностями нефтеперерабатывающей промышленности


    3. Связанные с транспортированием и хранением автомобильных бензинов;


    4. Экологические


    1.1 Требования, которые предъявляют производители двигателей с искровым зажиганием к качеству применяемых бензинов

    • Сжигание бензина в смеси с воздухом в камере сгорания должно происходить с нормальной скоростью без возникновения детонации на всех режимах работы двигателя в любых климатических условиях. Это требование устанавливает нормы на детонационную стойкость бензина.

    • Необходимо, чтобы бензин имел высокую теплоту сгорания, минимальную склонность к образованию отложений в топливной и впускной системах, а также нагара в камере сгорания. Продукты сгорания не должны быть токсичными и коррозионно-агрессивными.

    • Испаряемость бензинов должна обеспечивать приготовление горючей смеси при любых температурах эксплуатации двигателей.

    Это требование регламентирует такие свойства и показатели качества бензина, как фракционный состав, давление насыщенных паров, склонность к образованию паровых пробок. Производство автомобильных бензинов осуществляется на сложном комплексе различных технологических процессов переработки нефти.

    1.2 Требования к качеству вырабатываемых автобензинов, обусловленные техническими возможностями отечественной нефтепереработки

    Эти требования накладывают ограничения на показатели фракционного и углеводородного состава, содержание серы и различных антидетонаторов.

    Условия массового производства требуют обеспечения возможности использования нефтяного сырья с возможно более широким варьированием по углеводородному и фракционному составам, и содержанию различных сернистых соединений, определенным образом влияющих на установление норм в спецификациях на соответствующие показатели качества бензинов.

    В целях увеличения выхода бензина из перерабатываемого нефтяного сырья производство заинтересовано в повышении температуры конца кипения, а эффективное использование бензина в двигателе возможно при определенном ограничении содержания высококипящих фракций.

    Нормы на показатель детонационной стойкости устанавливаются на уровне, достижимом с использованием имеющихся технологических процессов, компонентов и присадок, допущенных к применению в составе бензинов.

    Требования производителей автомобилей очень часто идут вразрез с требованиями нефтепереработчиков, и в этих случаях необходимо определить оптимальный экономически целесообразный уровень этих требований.

    1.3 Требования, связанные с транспортированием и хранением бензинов

    Такие требования обусловлены необходимостью сохранения их качества в течение нескольких лет. Автомобильный бензин с завода-изготовителя по существующим продуктопроводам, железнодорожным, водным и автомобильным транспортом подается на крупные региональные перевалочные нефтебазы. С этих баз хранения бензин поступает на нефтебазы, снабжающие автозаправочные станции (АЗС), а далее автомобильными цистернами на АЗС.

    Транспортирование, хранение и применение бензина непосредственно на автомобилях осуществляются в различных климатических условиях при температуре окружающего воздуха от — 50 до + 45 , при этом необходимо обеспечить нормальную работу двигателя.

    Требования, связанные с транспортированием и хранением, регламентируют такие свойства автобензина, как физическая и химическая стабильность, склонность к потерям от испарения и образованию паровых пробок, растворимость воды, содержание коррозионно-агрессивных соединений и т. д.

    В соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р51105-97 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия» и ГОСТ 51866-2002 осуществляется производство неэтилированных бензинов:

    1. «Нормаль-80» с октановым числом по исследовательскому методу не менее 80 ед.;

    2. «Регуляр-92» с октановым числом по исследовательскому методу не менее 92 ед.;

    3. «Премиум-95» с октановым числом по исследовательскому методу не менее 95 ед.,

    4. «Супер-98» с октановым числом по исследовательскому методу не менее 98 ед.,

    Технические требования к автобензинам по ГОСТ Р51105-97 и ГОСТ 51866-2002 представлены в табл. 1.

    Читайте так же:  Системные требования access

    ГОСТ Р 51866-2002 Топлива моторные. Бензин неэтилированный. Технические условия

    Гост соответствует Европейской нормали EN-228-2004 (Евро-4), принятой Европейским комитетом по стандартизации 24.12.2003 г.

    Установлены предельные концентрации оксигенатов (метанол, этанол-до 5%, изопропиловый и изобутиловый спирты, эфиры и др.), общая объемная доля которых не должна превышать 60%. Концентрация серы — не более 0,005% для вида 2, и не более 0,001% для вида 3.

    В зависимости от климатического района автомобильные бензины подразделяются по испаряемости на 10 классов.

    В соответствии с ГОСТ Р 51866-2002 выпускаются бензины Регуляр Евро-92, Премиум Евро-95 и Супер Евро-98. Объем производства менее 1%.

    Для улучшения эксплуатационных качеств бензинов допускается использовать присадки, не оказывающие побочных вредных воздействий.

    Без производства в стране топлив, соответствующих требованиям Евро 3 или Евро 4, невозможно ни увеличить срок смены моторных масел, ни обеспечить ресурс работы нейтрализаторов отработавших газов.

    Наличие серы в топливе сводит все усилия организаций, работающих над созданием долго работающих масел на нет или приводит к неоправданно-резкому удорожанию стоимости каждой тысячи километра ресурса работы моторного масла до его замены.

    Бензол, не полностью сгорая в цилиндре двигателя, догорает на нейтрализаторе, раскаляя и преждевременно выводя его из строя с образованием онкологических опасных бензоперенов.

    ГОСТ Р51105-97 Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия

    Разработан ГОСТ Р51105-97 с учетом требований Европейского стандарта EN 228-1993 (ЕВРО-2).

    Устанавливает требования по 13 показателям к четырем маркам бензинов: “Нормаль-80”, “Регуляр-92”, “Премиум-95”, “Супер-98”.

    Введен ГОСТ с 1.01.99 году и допускается применять при производстве автомобильных бензинов кислородосодержащие компоненты, другие высокооктановые добавки, а также антиокислительные и моющие присадки, улучшающие экологические показатели бензинов и допущенные к применению.

    В зависимости от климатического района автомобильные бензины подразделяются на 5 классов по испаряемости, что позволяет более индивидуально подходить к выбору бензина в зависимости от условий эксплуатации автомобилей.

    В ГОСТ Р51105-97 наряду с отечественными государственными стандартами включены международные стандарты на методы испытаний (ISO, EN228, ASTM).

    Повышение качества автомобильного бензина в настоящий момент решается за счет:

    1. Отказа от применения в составе бензинов антидетонационных присадок на основе марганца и железа.

    2. Снижения содержания в бензинах серы до 0,001%.

    3. Снижения содержания в бензинах ароматических углеводородов до 35%, олефиновых углеводородов до 14%.

    4. Нормирования содержания смол на месте потребления на уровне не более 5 мг/100 мл. двигатель зажигание качество бензин

    5. Дифференциация показателей качества по фракционному составу и давлению насыщенных паров на 10 классов.

    6. Введение фирменной окраски производителями автомобильных бензинов для повышения эффективности борьбы с производителями суррогатного топлива.

    7. Введения моющих присадок, не допускающих загрязнения и осмоления деталей и систем двигателя.

    Для улучшения эксплуатационных свойств в новые автомобильные бензины дополнительно вводится многофункциональный пакет присадок, способствующий улучшению моющих, антикоррозионных и других свойств.

    2. Технология производства автомобильных бензинов

    Автомобильные бензины получают путем переработки нефти, газового конденсата, природного газа, угля, торфа и горючих сланцев, а также синтезом из окиси углерода и водорода.

    Основным сырьем для производства автомобильных бензинов является нефть: около 25% нефти, добываемой в мире, перерабатывают в бензин.

    Современные автомобильные бензины готовят смешением компонентов, получаемых путем прямой перегонки, каталитического риформинга и каталитического крекинга, изомеризации, алкилирования, полимеризации и других процессов переработки нефти и газа.

    Качество компонентов, используемых для приготовления тех или иных марок товарных автомобильных бензинов, существенно различается и зависит от технологических возможностей предприятия. Товарные бензины одной и той же марки, но выработанные на различных нефтеперерабатывающих заводах ( НПЗ), имеют неодинаковый компонентный и фракционный составы, что связано с различием технологических процессов и перерабатываемого на них сырья на каждом конкретном нефтеперерабатывающем предприятии.

    Однако во всех случаях должна соблюдаться технология получения товарных бензинов на данном предприятии, что является обязательным требованием стандартов и технических условий на автомобильные бензины.

    Рис. 1. Схема переработки нефти с целью получения автомобильных бензинов.

    Основными технологическими процессами производства автомобильных бензинов является каталитический риформинг и каталитический крекинг. Несмотря на ограничения по содержанию ароматических углеводородов, процесс каталитического риформинга по-прежнему остается определяющим процессом производства бензинов, так как он является основным источником высокооктановых компонентов, а также водорода для установок гидроочистки.

    На отечественных НПЗ эксплуатируются установки каталитического крекинга с лифт- реактором с предварительной гидроочисткой исходного сырья — вакуумного газойля мощностью 2 млн т/ год по сырью. Эти установки обеспечивают выход бензина более 50% на сырье, который имеет октановое число по моторному методу 80-82 ед. и по исследовательскому методу 90-93 ед.

    Улучшение октановых характеристик достигают выбором катализатора и ужесточением режима работы установок. Это сопровождается так же приростом выхода низкокипящих олефинов С3 — С4, что благоприятно для увеличения ресурсов сырья алкилирования и получения высокооктановых оксигенатов.

    Широкое применение находят системы комплекса каталитического крекинга предварительно гидроочищенного вакуумного газойля в блоке с производством МТБЭ и алкилированием. Это решает проблему углубления переработки сырья по бензиновому варианту; частично — проблему снижения содержания сернистых соединений в бензине, увеличения производства высокооктановых компонентов бензина и собственного производства кислородсодержащей высокооктановой добавки.

    Автомобильные бензины должны быть химически нейтральными и не вызывать коррозию металлов и емкостей, а продукты их сгорания — коррозию деталей двигателя. Коррозионная активность бензинов и продуктов их сгорания зависит от содержания общей и меркаптановой серы, кислотности, содержания водорастворимых кислот и щелочей, присутствия воды. Эти показатели нормируются в нормативно-технической документации на бензины. Бензин должен выдерживать испытание на медной пластинке.

    Эффективным средством защиты от коррозии топливной аппаратуры является добавление в бензины специальных антикоррозионных или многофункциональных присадок.

    Автомобильные бензины являются основным материалом, который расходуется при использовании различных транспортных средств. От качества бензина зависит надежность работы двигателя и, следовательно, расходы на его обслуживание и ремонт.

    Знание свойств бензина и умение правильно его применять является одним из звеньев, определяющих эффективность использования автомобилей.

    1. В. Е. Емельянов, Все о топливе. Автомобильный бензин. Свойства, ассортимент, применение, 2003

    2. 1. Гуреев А. А., Азев В. С. Автомобильные бензины. Свойства и применение. — М.: Нефть и газ, 1996. — 444 с.

    3. Джерихов В.Б. Автомобильные эксплуатационные материалы. Часть I. Топлива. Учебное пособие. — СПб.: ГАСУ. 2008. — 120 141 с.

    Современные требования к моторным топливам

    Рубрика: Технические науки

    Дата публикации: 19.12.2014 2014-12-19

    Статья просмотрена: 1341 раз

    Библиографическое описание:

    Махмудов М. Ж., Хайитов Р. Р., Нарметова Г. Р. Современные требования к моторным топливам // Молодой ученый. — 2014. — №21. — С. 179-181. — URL https://moluch.ru/archive/80/13655/ (дата обращения: 17.01.2019).

    До 80 % вырабатываемых нефтепродуктов приходится на бензины автомобильные, топлива для реактивных двигателей, дизельные топлива и мазут топочный. Бензины автомобильные и дизельные топлива применяются в наземной технике (автотранспорт, стороительно-дорожная и сельскохозяйственная техника и др.), рельсовом транспорте (тепловозы). Дизельные топлива применяются в водном транспорте (морские и речные суда). Мазут топочный применяется для генерации топлива и электрической энергии (ТЭС, ДЭС, котельные и др.) и в водном транспорте в качестве судовых топлив, эти топлива применяются также на промышленных предприятиях в технологических целях. Перечисленные топлива при сгорании образуют существенную долю вредных выбросов в атмосферный воздух наравне с промышленными предприятиями.

    Вместе с тем современное развитие мегаполисов происходит на фоне постоянного конфликта между необходимостью удовлетворения растущих потребностей в энергии и требований минимизации или полного прекращения вредных выбросов в окружающую среду.

    Согласно современным требованием в последнее время резко ужесточились экологические требования к автомобильным бензинам, особенно по содержанию ароматических и парафиновых углеводородов, серы. Европейское экономическое сообщество приняло новые требования к бензинам, которые еще более жесткие, чем в США. В России готовится технический регламент, по которому к 2014 г автомобильный парк должен перейти на бензины, соответствующие Евро — 5.

    Сегодня известно, что проблема экологичности топлива приобрела самостоятельное значение в связи с ужесточением экологических требований, предъявляемых как к самим топливам, так и продуктам их сгорания [1,2]. Эти требования указаны в ряде Международных документов — Европейские нормали EN-228 и EN-590.

    В таблице 1 приводятся экологические требования Европейского экономического сообщества к автомобильным бензинам, особенно по содержанию бензола, ароматических углеводородов, серы и олефинов.

    Новые требования к качеству бензинов