отчет беттер (Автосохраненный)


Кіріспе

17.03.2014 ж. мен 10.05.2014ж. аралығында мен М.Өтемісов атындағы Батыс Қазақстан мемлекеттік университетінің экология және биогеохимия сынақ зертханасында және сертификация және стандартизация ұлттық сараптау орталығында өндірістік сараманнан өттім.Жұмыстың мақсаты:қоспалар негізінде автомобиль бензиндерінің октан санын жоғарылатуға, қасиеттерін жақсартуға арналған көпфункцияларды қоспалардыы автомобиль бензинінің құрамына қолдану мүмкіндігін зерттеу

Сараманнан өту барысында мен мұнай өнімдерінің құрамындағы күкірттің мөшерін, судың мөлшерін, механикалық қоспалар мөлшерін сондай-ақ бензиндегі қаныққан булар қысымын, дизель отынының ашық және жабық тигельдегі тұтану температураларын,сонымен бірге отынға арнайы қоспалар қосу арқылы құрамын анықтадым.

1.Автомобиль бензиндері

Бензин (французша: benzіne) – 30–205°С аралығында қайнайтын, құрамы әр түрлі жеңіл көмірсутектердің қоспасы; түссіз не арнайы боялған сұйықтық. Судан жеңіл, тығыздығы 0,70 – 0,78 г/см3, өзіне тән иісі бар, 60°С-та қатады. Бензин тез буланғыш, оңай тұтанғыш зат, буының ауамен қоспасы қопарылғыш келеді. Бензин алудың негізгі кең тараған әдістері: мұнайды тікелей айдау, мұнайдың ауыр фракцияларын крекингілеу, көмірсутек газдарынан бөліп алу, тас көмірді гидрогендеу және көмірсутек газдарын (изобутанбутанпропан)алкилдеу,т.б. Бензинді іштен жанатын қозғалтқыштарда отын, майды, шайырды, каучукті еріткіш ретінде, т.б. қолданады[1].

Отын ретінде қолданылуына қарай авиация бензині және автомобиль бензині болып бөлінеді. Бензиннің негізгі қасиеті – детонацияға тұрақтылығы, яғни қозғалтқыштарда бірқалыпты жану қабілеті. Оның детонацияға тұрақтылық қасиеті октан санымен сипатталады. Октан саны неғұрлым көп болса, детонацияға тұрақтылық қасиеті соғұрлым жақсы болады. Бензиннің маркалары (А-80, А-93, А-95, т.б.) осы қасиетке негізделген. Автомобиль санының күрт өсуіне байланысты бензин үлкен қалалар ауасын ластаушы негізгі факторға айналып отыр. Ауадағы бензин буының қойыртпалығы 100 – 300 мг/м3-ден көп болса, адам организміне қауіпті, сондықтан онымен жұмыс істегенде және оны пайдаланғанда барлық сақтық шаралары қадағалануы тиіс. Қазақстанда Бензин АтырауПавлодарШымкент қалаларындағы мұнай өңдеу зaттарында өндіріледі [2].

Бензин автомобиль қозғалтқыштары үшін тұтандырғыш болып табылады.Детонациялық тұрақтылық бензин сапасының маңызды көрсеткіштерінің бірі. Бензин маркалары қозғалтқыш параметрлерімен сәйкес келмесе,отынның детонациялық жануы мүмкін,шығатын газдың түтінденуі артып,қозғалтқыш цилиндріндегі температураның көтерілуі мүмкін.Октан саны- бензиннің детонацияға тұрақтылығын сипаттайтын ең маңызды көрсеткіш.Гептан және изооктан детонациялық тұрақтылықты, эталонды көмірсутектердің қоспасын анықтайды.Октан саны үшін қоспада алынатын изооктанның пайыздық мөлшерін қабылдайды.

Бензиннің құрамына кіретін көмірсутек топтары үшін келесідей тұрақтылығы бойынша қысқаша топтауға болады.

Нормаль құрылысты алкандар пентан көмірсутектерінен басталады.Бұл қатарда көмірсутектердің молекулалық массасы өскен сайын октан саны төмендейді.Яғни молекулалық массасына сызықтық тәуелді болады. Тармақталған құрылысты алкандар молекуланың тармақталған қатарында оның детонациялық тұрақтылығы тез өседі,октанда октан саны 20, ал 2,2,4 – триметилпентанда 100.Қос метил тобының изомерінде октан саны бір көмірсутек атомына қарағанда көбірек байқалады, (неогексан, триптан, эталонды изооктан) сонымен қатар басқа да октанның триметил изомерлерінде.

Алкендер: нормаль құрылысты көмірсутектердің молекуласында қос байланыстың пайда болуына сәйкес шекті көмірсутектермен салыстырғанда детонациялық тұрақтылығы жоғарлайды.

Циклоалкандар: бұл қатардың алғашқы өкілдері циклопентан және циклогексан жақсы детонациялық тұрақтылыққа ие,әсіресе циклопентан. Бұл көмірсутектер бензиннің бағалы бөлігі болып табылады. Циклопентанда нормаль құрылысты бүйір тізбектің қолда бар циклогександы көмірсутектердің октан санының төмендеуіне алып келеді.Сондықтан тізбек ұзын болған сайын октан саны төмен болады.Бүйір тізбектің тармақталуы және оның көлемінің көбеюі циклоалканның детонациялық тұрақтылығын жоғарлатады.

Арендер: жалпы, барлық қарапайым бензол қатарының арендарының октан саны 100-ге жуық және жоғары.Тармақталған алкандар қатарындағы арендер мен ароматты бензиндер – жоғары октанды бензиннің ең жақсы компоненттері.Бензиндегі арендердің мөлшері шамамен 40-50%ға дейін.Ароматты отындар жану температурасын жоғарлатады, өзімен бірге қозғалтқыштың жылу кернеулігін өсіреді.

Автомобильдік бензиндер

Автомобильдік бензиндер МЕСТ 2084-77, МЕСТ 51105-97 және МЕСТ 51866-2002 арқылы шығарлады.

Автомобилдік бензиннің негізгі маркалары МЕСТ 2084-77:

А-72 – октан санымен мотор әдісімен 72-ден кем емес;

АИ-80 – октан санымен мотор әдісімен 80-дан кем емес;

АИ-91 – октан санымен мотор әдісімен 91-ден кем емес;

АИ-98 – октан санымен мотор әдісімен 98-ден кем емес;

АИ-95 – октан санымен мотор әдісімен 95-ден кем емес;

АИ-92 – октан санымен мотор әдісімен 92-ден кем емес;

Автомобильдік бензиндер жазғы (сәуірден бастап қыркүйекке дейін барлық аудандарда, басқа солтүстік және шығыста қолданылады) және қысқы (солтүстік және солтүстік-шығыс аудандар үшін, ал қалған аудандарда қазаннан бастап наурызға дейін). Жазғы бензиндерге қарағанша қысқы бензиндерде төменгі температурада қайнайтын көмірсутектер саны көбірек болады. Бензиндер келесі көрсеткіштермен сипатталады: коррозиялық агрессивтілігімен (ащылық және күкірттің болуы), сақтау тұрақтылығымен ( индукциялық кезең және тұрақтылыққа кезеңімен).

Бензиннің ең маңызды қасиетінің сипаты − оның детонациялық тұрақтылығы, қозғалтқышта бір қалыпты жануы. Бензиннің антидетонациялдық қасиеттері октан санымен бағаланады, авиациялық бензиндер үшін – сорттықпен бағаланады. Бензин октан саны және сорттылығы жоғары болса оның антидетонациалдық қасиеттері жоғары болады. Бензинді маркаларға бөлуі осы қасиеттеріне негізделінеді: автомобильдік бензиндерге октан саны тексеріледі (А-66, A-72, АИ-93); авиациялық бензиндер (Б-70тен басқасы) бөлшекпен маркаланады (Б-100/130, Б-91/115). Бензиннің детонациялық тұрақтылығын көтеру үшін антидетонациялық қоспа — тетраэтилқорғасын (ТЭС) қосады. Мұндай этилендген бензиндер улы, олармен жұмыс істегенде қауіпсіздік шаралары болуы керек; оларды міндетті түрде бояйды (этеленбеген бензиндерден айыру үшін).

Денсаулыққа зиянды әсері. Бензин адамнын ішіне өкпе арқылы өтеді. Бензинмен уланып қалу өндірістің барлық кезеңдерінде болады, тасығанда әсіресе бензинді қолданғанда. Бензиннің коцентрациясы ауаның буында 100-ден бастап 300 300 мг/м3 болуы керек. Бензин-еріткіш— 300 мг/м3. Бензин буларымен өте ауыр уланғанда бас ауруы, тамақта жаман сезім, жөтелу, көздің кілегейлі тысының астан-кестен болуы, мұрынның тыныс алуы қиын болады; ауыр жағдайларда – бас айналу, аумалы жүріс, психикалық қым-қуыт, пульстің баяулауы, кейде есін жоғалту болады. Созылмалы улануда бас ауру, бас айналу, ұйқынын болмауы, ашуланшақтық, арықтау, жүрек айналысында ауру болады.

Бірінші көмек және емдеу. Өте ауыр улануда – таза ауа, жұректі және тыныштандыратын дәрі қолдану керек; тыныс алу тоқтағанда — жасанды дем істеу керек. Бензин асқазанға түскенде – өсімдік майды ішу керек (30—50 г). Функциялық жүйке жүйесінің және эндокрин органдардың ауруға шалдыққан адамға бензинмен жұмыс істеуге тыйым салынады.

1.1 Автомобиль бензинінің қасиеттері, қолданылу саласы , классификациясы

Бензиндер іштен жану қозңалтқыштарында өздігінен жану үшін қолданылады. Осындай қасиеттеріне байланысты бензинді автомобильді және авиационды деп бөледі.Қолданылу шарттарының айырмашылықтарына қарамастан автомобильді және авиациялық бензиндер негізгі ортақ көрсеткіштермен, физико-химимялық, эксплуатациялық қасиеттермен сипатталады.

Қазіргі заманға сай автомобиль және авиациялық бензиндер талаптарға сай болуы керек,экономикалық жағынан тиімді және двигатель жұмысына сенімді болуы керек және эксплуатация талаптары:жақсы буланғыштық, кез келген температурада әуе отынының бірыңғай қоспасының оптимальді құрамын алу;топтық көмірсутектік құрам болуы,тұрақты қамтамасыз етілуі,қозғалтқыш жұмысының барлық жұмысындағы детонациясыз жану процесі,өзінің құрамын өзгертпеу және ұзақ сақтаудағы қасиеттер және отындық жүйе бөлшектеріне кері әсер етпеу,резервуарлар, резина техникалық бұйымдар.Соңғы жылдары отынның экологиялық қасиеттері бірінші орында тұр.

Автомобиль бензинінің қасиеттері

Карбюрациялық қасиеттер

Тығыздық.Тығыздық көлем бірлігіндегі заттың массасы.Бензиннің тығыздығы отынның шығынына карбюратордың калибрленген түтік ойығы арқылы әсер етеді.Камера қалтқысындағы бензиннің деңгейі оның тығыздығына тәуелді.Автомобиль бензинінің тығыздығы 690-750 кг/м3 аралығында болуы керек.Отынның тығыздығы ареометрмен, пикнометрмен ,гидростатикалық таразымен анықталады.Бензиннің тығыздығы әрбір 10 0С температура төмендеген сайын шамамен 1% өседі. Температураны білгеннен кейін тығыздықты стандартты температураға келтіруге болады.

m = m c - m 0 ,                                                                   ( 1 )

 m c-сулы пикнометр массасы , г;

m 0 -бос пикнометр массасы , г. Салыстырмалы тығыздық мына формуламен есептеледі(ρ t 4 )

ρ t 4 = (m3 - m1)/m,                                                           ( 2 )

 m 1  — бос пикнометр массасы, г;

m 3  -өнімі бар пикнометр массасы, г;

m   - пикнометрдің «су саны » , г.

Зерттелетін өнім тығыздығы ( ρ ), кг/м 3 , формула бойынша

ρ = ρ t 4 × ρc + C,

ρ c    -судың тығыздығы кг/м3;

C -түзету, кг/м3 

Тұтқырлық(ішкі қажау)-сыртқы күштердің қарсылығымен сипатталатын, оның ағысын тудыратын сұйықтың қасиеттері.

Тығыздық аумағы динамикалық, кинематикалық шартты бірлікте болуы мүмкін.СИ жүйесінде динамикалық тұтқырлықты екі қабатты сұйықтықтың 1 м2 аумағында өзара жылжуы

Динамикалық тұтқырлықтың негізгі өлшем бірлігі [кг/(м*с)].

Кинематикалық тұтқырлық-сұйық тығыздығының анықталған температурада бөлінетін динамикалық тұтқырлығы.Кинематикалық тұтқырлықтың көлем бірлігіндегі СИ жүйесіндегі өлшем бірлігі [м2/с].Көбінесе мм2/с қолданылады.

Шартты тұтқырлық- әртүрлі визкозиметрден алынатын бірлік көлеміндегі тұтқырлық.Шартты тұтқырлықты кинематикалық жағдайда қайта есептеуге болады.

Мұнай өнімінің шартты тұтқырлығы шартты температурада t (ВУ t ) формула бойынша есептеледі

Бензиннің тығыздығын анықтау лаборатория

τt    — 200 см 3 визкозиметрден сыналатын мұнай өнімінің ағу уақыты, с;

Бензиннің тығыздығын анықтау лаборатория      — визкозиметрдің су саны,с.

Кинематикалық тұтқырлық , мм2/с, формула бойынша

 = Ct,

     С – визкозиметрдің калибрленген тұрақтысы мм22;

 t –ағу уақытының орта арифметикалық мәні , с.

Динамикалық тұтқырлық , МПа·с, кинематикалық тұтқырлық негізінде есептеледі

 =  10-3,

       -кинематикалық тұтқырлық анықтау тығыздығы , кг/м3;

   - кинематикалық тұтқырлық, мм2/с.

Тұтқырлық уақыт бірлігінде түтікше арқылы ағатын отынның салмақтық санына жоғары әсер етеді.Температураның төмендеуі бензин тұтқырлығының жоғарлауына алып келеді,ал ол оның шығымын төмендетеді.Түтікшеден өтетін бензиннің шығымы 40 — - 40 0Саралығындағы температурада 20 — 30 % төмендейді.

Беттік керілу- 1 м2 беттегі сұйықтың түзілу жұмысымен сипатталады және н∕м мен сипатталады.Беттік керілу тұтқырлық қатарында бензиннің түтінденуіне әсер етеді. Оның өлшемі кіші болған сайын алынатын тамшылар мөлшері аз болады.Барлық автомобиль бензиндері үшін беттік керілу бірдей және +20 0С та 20 — 24 мН/м-ге тең.

Буланғыштық.Отынның буланғыштығы сұйықтан бу тәрізді күйге өтуімен түсіндіріледі.Отынның булануы немесе қажетті жағдайларда жануы , ауамен араласып, тек бу фазасында өздігінен жанады.Автомобиль бензиндері мынадай буланғыштыққа ие болуы керек,қозғалтқыш жеңіл оталатындай болуы керек,оның тезірек жылуы және бензиннің толық жануы сонымен қатар отындық жүйеде бу тығынының түзілуінің болмауы.Қозғалтқыш үшін отынның практикалық буланғыштығы стандартты аппаратта айырылу әдісімен фракциялық құрамымен анықталады.Бензин тіркелген қайнау температурасы болмайтын көмірсуектер қоспасы. Ол 35 — 195 0С температура алалығында буланады.Айырылу кезінде келесі температуралық нүктелер тіркеледі: бастапқы қайнау температурасы, отынның қайнау температурасы 10 % (t10), 50 % (t50), 90 % (t90) ,соңғы қайнау температурасы.Температуралық нүктелер стандартты және сапа құжатында өткізіледі. Отынның жеңіл фракцияларының қайнау температурасы 10%.Бұл фракция отынның оталғыштығын анықтайды,қайнау температурасы 10% тен төмен болған сайын,олар жақсы.Қысқы отындардың температурасы 55 0С-тан жоғары болмауы керек.Бірақ қысқы отынды жазда пайдаланғанда отындық жүйеде бу тығындарының түзілуі мүмкін.

Қозғалтқыштың әр түрлі режимдегі жанатын қоспасының сапасы , жылудың жалғасымдылығы,жұмысшы фракциясының буланғыштығының қабылдануына тәуелді. Бұл нүктенің температурасы төмен болған сайын бөлек цилиндрдегі жұмысшы қоспасы біртекті болады,двигатель тұрақты жұмыс жасаған сайын оның қабылдағыштығы артады. Отынның 90%-к қайнау температурасы оның конденсацияға икемділігін көрсетеді. Отынның конденсацияға икемділігі аз болған сайын ауыр көмірсутектер буланғанда соңғы қайнау температурасы аз болады.Ауыр көмірсутектер толық емес буланған сайын ,олар тамшы-сұйық күйде қалады,цилиндрмен тесік арасында және поршень сақинасы мен двигатель картерінде майлы пленканың болуы майдың сұйылуы отынның шығымын көбейтеді.

Қаныққан булар қысымы.Герметикалық сыйымдылық қабырғасында буланатын бензин буының қысымы қаныққан булар қысымы деп аталады.Температураның өсуіне байланысты қаныққан булар қысымы да өседі.Бу қысымының жоғары шегі стандартпен жазда 67кПа-ға дейін,қыста 67-ден 93кПа шектеледі.Бензинді қоймада және отын бактарында сақтағанда булану шығымы көбейеді.

Төмен температуралық қасиеттер.Бензиннің қату температурасы әдетте — 60 0С-тан төмен,сондықтан ол үшін бұл көрсеткіш реттелмейді.Бірақ төменгі температурада қозғалтқыш эксплуатациясында бензинде мұз кристаллының түзілуімен күрделі байланыс пайда болуы мүмкін.Температура төмендегенде бензиндегі судың ерігіштігі де азаяды.Тез салқындату кезінде ауаға шығып үлгермеген артық ылғалдар мұз кристаллға айналу температурасында ұсақ тамшы түрінде бөлініп шығады.Фильтрді қағу,кристаллдар қозғплқышқа бензин беру процесін бүлдіреді.

Антидетонациялық қасиеттер.Детонациялық тұрақтылық-октан санымен сипатталатын, қозғалтқыш жұмысын детонациясыз қамтамасыз ететін отынның маңызды көрсеткіші.Отынның октан саны дегеніміз-жасанды қоспада дайындалған изооктанның изоктаннан және (ОС = 100) нормаль гептаннан тұратын (ОС = 0), пайыздық мөлшері.Октан санын моторлы және зерттеу әдісі бойынша зерттейді.Моторлы әдіс бйынша октан санын 4-тен 10-бірлікке дейінгі зеррттеудің айнымалы қысу дәрежесінде өткізілетін бір цилиндрлі қондырғыда ИТ 9 — 2М анықтайды.

Бензиннің детонациялық тұрақтылығын зерттеу әдісімен қаладағы жеңіл автомобильдердің жұмыс режимімен ИТ9 – 6 қондырғысында анықтайды.Анықталатын моторлы және зерттеу әдістерінің октан сандарының айырмашылықтары 7-10 бірлік.(зерттеу әдісінде октан саны көп). Октан саны барлық бензин маркаларында көрсетіледі.Зеттеу әдісінде маркалауда «И» әрпі тұрады,мысалы АИ-93.Бензиинің детонациялық тұрақтылығы оның топтық құрамына және қозғалтқыштың қандай қоспамен жұмыс жасайтындығына тәуелді.Отында, оның антидетотнациялық қасиеттерінің эксплуатациялық шарттарына сәйкес келмесе оған жоғары октанды компоненттер немесе арнайы қосындылар, антидетонаторлар қосады.Жақы антидетонациялық қасиеттері бар жоғары октанды компоненттер сапасында қолданылатын заттар:бензол, этил спирті, каталитикалық крекинг өнімдері,риформинг өнімдері,т.б

Ең кең таралған қосынды –антидетонатор,тэтраэтилқорғасын Pb(C 2H 5)4  (ТЭҚ).

Төменде көрсетілгендей, антидетонатор ретінде ТЭҚ тек жоғары температурада қорғасын атомы ыдыраған кезден бастап әсер етеді.Әсер ету механизмі :

Бензиннің тығыздығын анықтау лаборатория

PbO2 перекиспен реакцияға түсіп,оны бұзып және көмірсутектер мен қорғасын оксидінің тотығуының аз активтелген өнімдерін түзеді.

Қорғасын оксиді ауада оттегімен әрекеттесіп, PbO2-ні қайтадан тотықтырып,сутек молекуласына әсер етуге икемді.Бұл аз мөлшердегі антидетонатордың жоғары эффективтілімен түсіндіріледі.ТЭҚ-ның кемшілігі оның жоғары токсикалылығы.ТЭҚ-ды таза күйінде пайдаланбайды, онда жану камерасындағы қорғасын оксиді бөлініп кетеді.Бензинге этил сұйықтығын енгізеді.Ол этилденген бензин деп аталады. Мұндай бензинді жасанды бояу оның улылығын көрсетеді (АИ – 76 сары; АИ – 93қызыл сары, АИ – 98көкшіл).

ТЭҚ-ның токсикалылығы оның жақсы антидетонациялық қасиет көрсететініне қарамастан,жаңа токсикалық емес немесе аз токсикалық антидетонаторларды қажет етеді.

Коррозиялық қасиет.Отын металл коррозиясына ұшырайды және сұйық, газ күйінде де.Отын көмірсутектерінен металлдар корродирленбейді,отында коррозиялық-агрессивті қосылыстар коррозияға ұшырағыш болып келеді: суда еритін қышқылдар мен сілтілер,акттивті күкіртті қосылыстар,су,органикалық қышқыл.

Тауарлы бензинде су, суда еритін қышқылдар мен сілтілер болмайды,тек оны тасымалдау және сақтау кезінде болуы мүмкін.Отынның құрамында органикалық қышқылдар әркезде де болады,бірақ оның құрамы ұзақ сақтау кезінде өседі.Органикалық қышқыл құрамын қышқылдық сипаттайды.Бұл көрсеткіш 100 м отын құрамындағы қажетті қышқылды бейтараптау үшін сілті санын реттейді.

Коррозиялық агрессивтілік бойынша күкіртті қосылыстар активті және активті емес болып бөлінеді.Күкіртті қосылыстар жану өнімдерінің коррозиялық агрессивтілігін жоғарылатып, қатты қатқынның жоғарылауында өткізіледі.Негізінен отында бұндай қоспаның болмағаны жақсы. Бензиндегі күкірттің максималды құрамы стандартқа сәйкес реттеледі және ол 0,12 % құрайды.

Отынның тұрақтылығы.Отынның тұрақтылығы оның эксплаутациялық шарттабелгілі бірмөлшердегі қасиеттерін сақтауы.Отынның тұрақтылығы химиялық және физикалық болып бөлінеді. Физикалық тұрақтылық-отынның фракциялық құрамын сақтау қабілеттілігі және біртектілігі.

Химиялық тұрақтылық- отынның химиялық қасиеттерін сақтау қабілеттілігі.Отынды сақтау кезінде бензиннің тотығуы нәтижесінде еритін органикалық қышқылдар және шайырлы заттар түзіледі. Шын мәнісінде шайырдың түзілуі-тотығу реакцияснынң өнімдері,полимерлену,конденсация бензиннің шайырлану дәрежесін анықтайды.Қозғалтқыштар стандартпен (7 — 15 мг/100мл), шайырдың жоғарлауынсыз ұзақ уақыт жұмыс жасайды.Бензиннің өз құрамын өзгеріссіз қасиетін сақтай алу қабілеттілігі тасымалдау, сақтау,қолданудың индукциялық периодында байқалады.Бұл көрсеткіш уақыт бойынша бензиннің тотығу минутынан бастап, лабораториялық қондырғыда бензиннің жасанды тотығуымен оттегімен оның активті сіңірілуіне дейін көрсетіледі.(ауада, t = 100 0C, құрғақ таза оттегіде 0,7 МПа қысымда).Бұл уақытта бензин шегі 600-ден 900-ге дейін . Химиялық тұрақтылықты көтеру үшін бензинді гидротазалау қолданылады және оның құрамына арнайы көпфункциялы антиқышқылды қосылыстар енгізеді.

Қолданылу саласы.

XIX ғасырдың аяғында бензинді қолданудың жалғыз әдісі зарарсыздандыратын құрал ретінде және примус отыны ретінде пайдаланды.Неізінде мұнайдан тек керосин шығарылды, қалғандары утилизацияланды. Отто циклі бойынша жұмыс жасайтын іштен жанатын қозғалтқыштар пайда болғаннан кейін,бензин мұнай өңдеу өнімдерінің ең басты өніміне айналды.Дизельді қозғалтқыштар кең таралғаннан кейін ең бірінші жоспарда дизель отындарын шығару тұрды.Бензин карбюраторлы және инжекторлы қозғалтқыштар үшін отын ретінде, парафин өндірісінде жоғары импульсті ракета отыны ретінде, еріткіш ретінде, жанғыш материал ретінде, тура отты бензин мұнай химииясында шикізат немесе тұрақталған газдық бензин ретінде қолданылады.

Автомобиль қозғалтқыштары үшін ГОСТ 2084-77 бойынша бензиннің келесі маркалары шығарылады: А-76, АИ-91, АИ-93, АИ-95, ал ТУ38.401-58-122-95 бойынша АИ-95. «А» әрпі бензиннің автомобильді екенін білдіреді,ал А-76 маркасындағы сан октан санын көрсетеді,моторлы әдіс бойынша .»И» әрпі АИ-91, АИ-93, АИ-95 және АИ-98 зерттеу әдісімен октан санын көрсетеді.Бұл бензин этилденген болуы да, этилирленбеген болуы да мүмкін.Ол халықаралық нормаға, әсіресе экологиялық талаптарға сай келмейді.Бензиннің сапасын көтеру үшін европалық стандартқа жеткізу үшін ГОСТ Р 51105-97 этилирленбеген бензиннің келесі маркалары шығарылды: «Нормаль-80», «Регуляр-91», «Премиум-95» және «Супер-98». Олардың октан саны зерттеу әдісімен анықталған.Бұл маркада күкірттің үлесі 0,05%-тен бензолдың массалық көлемі 5%-ке дейін.

Автомобиль бензинінің классификациясы.Автомобиль бензинінің бірнеше классификациясы бар.Олардың ішінде ең неізгілері: (көбірек қолданылатын):буланғыштығы бойынша, фракциялық құрамы бойынша , октан саны белгісі .

Буланғыштығы бойынша классификациясы. Автомобиль бензинінің қолданылуы климатты районның тәуелділігіне байланысты 5 топқа бөледі.Белгілі бір температурада бензиннің буланатын көлемін анықтау қарастырылған.Сонымен қатар «булану индексі» де енгізілген. Бензиннің булану индексі бензиннің буланғыштығын және қаныққан булар қысымында бу тығындарының түзілуіне бейімділігі және 70 0С температурада буланатын бензин көлемі.Булану индексі келесі формуламен есептеледі:

Бензиннің тығыздығын анықтау лаборатория

ДНП-қаныққан булар қысымы,кПа

V70-буланатын бензин көлемі 70 0С,%

Автомобиль бензинінің буланғыштығы бойынша классификациясы

көрсеткіштер

Класс

1

2

3

4

5

Қаныққан булар қысымы, кПа

35-70

45-80

55-90

60-95

80-100

Фракциялық құрам:

 

 

 

 

 

Бастапқы қайнау, 0С,

35

35

Қалыпты емес

10 %, 0С, жоғары емес

75

70



65

60

55

50 %, 0С, жоғары емес

120

115

110

105

100

90 %, 0С, жоғары емес

190

185

180

170

160

Соңғы қайнау, 0С жоғары емес

215

215

215

215

215

Буланатын бензин көлемі, % (об.) 70 0С-та

10-45

15-45

15-47

15-50

15-50

Булану индексі

900

1000

1100

1200

1300

Фракциялық құрамы бойынша жіктеу

Октан санынының тәуелділігіне орай зеттеуәдісі бойынша бензиннің 4 маркасы бар: «Нормаль-80», «Регуляр-92», «Премиум-95» және «Супер-98» «Нормаль-80» бензині АИ-80 мен жүк көліктері үшін, «Регуляр-92» бензині этилденген А-93 –пен қатар автомобиль эксплуатациясы үшін арналған. «Премиум-95» және «Супер-98» европалық талаптарға сайол шетел автокөліктеріне арналған.

Октан саны бойынша автомобиль бензинін жіктеу

Зерттеу әдісі

Маркалар

«Нормаль-80″

«Регуляр-92″

«Премиум-95″

«Супер-98″

Октансаны ,артық емес :

Моторлы әдіс

76,0

83,0

85,0

88,0

зерттеу

80,0

92,0

95,0

98,0

1.2 Автомобильдін бензинінің өндірістік технологиясы

Автомобилдік бензиндерді мұнайдың өңдеуінің жолымен, газды конденсаттан, табиғи газдан, көмірден, жертезек және жанғыш тақтатастардан, және көміртектің және сутегінің тотыктар синтезімен алуға болады.

Автомобильдік бензинді негізгі шикізат бұл мұнай: 25% мұнай бүкіл әлемде бензинге өндірілетін.

Рессейде тауарлы бензинді мұнай газоконденсаттан өндіреді. Газ өндірілетін зауыттарда сұйық көмірсутектің газдарынан жаңа газдалған бензин өндіреді. Газдалған бензиндер жақсы оталдыратын қасиеттеріне ие және көп емес мөлшерде бензинге қосқанда оның эксплуатациялық қасиеттерін жақсартады. Қазіргі бензиндер компонентерді араластыру арқылы дайындайды, тура айдау арқылы алынған, каталитикалық риформинг және каталитиқалық крекинг, изомеризация, алкилирования, полимеризации және басқа мұнай мен газды өңдеу әдістері.

Компонентердін сапасы, әр түрлі автомобильдік бензиндерді істеу үшін қолданылатын бір бірінен ажыратылады және кәсіпорынның технологиялық мүмкіндіктеріне тәуелді болады. Тауарлық бензиндер бір маркалық, бірақ әр түрлі мұнай өңдеу зауыттарында шығарылған бір біріне ұқсас емес компонентті және фракциялық құрамдарға ие, нақты мұнай өңлеу кәсіпорындарында технологиялық процестің және оларға өңдейтін шикізаттың ерекшелішімен сипатталады. Тіпті бір марқалық бензиндер нақты зауытпен әртүрлі уақытта шығатын компоненттік құрамымен ажыратылады.

1-ші суретте мұнайдың өңдеуінің автомобилдік бензиннің алу мақсаты

Бензиннің тығыздығын анықтау лаборатория

1-ші сурет. Мұнайдың өңдеуінің автомобилдік бензиннің алу жобасы.

Бензиннің өндірісінің негізгі технологиялық процестегі каталитикалық риформинг және каталитикалық крекинг болып табылады. Ароматтық көмірсутектердің шектеулерге қарамастан каталитикалық риформинг процессі маңызды бензин шығаратын процесс болып қалады, өй ткені ол жоғары октандық компоненттің негізгі көзі.

Себепті моторлық отындарда күкірттің мөлшеріне қатаң норма салынды өйткені гидрокүкіртсіздендіру алымдылықты жоғарлату үшін, бірақ ол қосымша сутегіні пайдаланады.

Сыбағаның және өндірісте риформинг бензинінің рөлінің төмендету экологиялық таза бензиндер кесімді тек ароматтық көмірсутектің мазмұнының шектеуі, бірақ октандық мінездемелердің жарытымсыз таратушылықпен катализат фракцияларының 100 °С дейін.

Бұл жағдаймен байланысты бензин риформингі бензолдың және бензиннің С5 — 100 °С изомерлеуінің аулақтауының процестерімен тіркестіруге қажет. Соңғы жылдары технология және коммерциялық белсенділік жаңа каталитикалық крекинг қондырғылардың мұнай өңдеуді зауыттарды әлемде салу рекордтық биік деңгейді ие болып жатыр.

Ақырында, егер қазіргі уақытта әлемде шығарылатын каталитиқалық крекинг бензині риформинг және изомерлеудің бензинінің өндірімінің соманың көлемімен іс жүзінде теңесті. Арада ең жақын келешекте каталитикалық крекингтің бензині плюс сол мен байланысты компонентер автобензиннің өндірісінде алға шығады, мұнай өңдеуді зауыттарында риформинг үдерістеріне карағанда, өйткені риформинг процессі мұнайды қосымша өңдейді.

Соңғы 10-15 жыл каталитикалық крекингтің процесі бірталай жаңартылды, әсіресе құнын көбейту мақсатында .

Отандық мұнай өңдеуді зауыттарында каталитикалық крекингтің қондырғылары пайдаланылады лифт-реакторімен бастапқы шикізаттың гидротазарту — вакуумдық газойльдің жылына 2 миллион тонна алынады. Осы қондырғылар бензинді қамтамасыздандырады 50% кем емес шикізатта, мотор әдіске октандық сан 80-82 тең. Октандық мінездеменің жақсартуы катализатордың талғамының және қондырғының жұмысының қатаң режимі.

Егер төменгі температурада қайнайтын каталитиқалық крекингдегі бензинді этилдесек,эфирдін шығуы 40-50% өседі.

Каталитикалық крекингтің қондырғыларында бензиннің айырылу процесінің каталитикалық дистилляциянің алу болады С5 фракциясының бензинің — 100 °С мен. Каталитикалық дистилляция процесінде бензиннің бөлінуі каталитикалық крекинг қондырғысында С5 — 100 °С бензинді қажетті этерификация үшін алуға болады.Этерификация процесі ддиендермен күкіртті қосылыстардан тазартуды қажет етеді.Диолефиндер мөлшері реакторколоннада 0,1 %тен— 0,05%ке дейін селективті гидрлеу жолымен төмендейді. Этерификация нәтижесінде каталитикалық крекингтің С5 — 100 °С фракциясының октан индексі 2-3 бірлікке өседі, ал олефиндердің құрамы 25%-ке төмендейді. Қажетті заводтан МТАЭ және МТГЭ сомасы қаншалықты алынса, (метил-третгекси-лді және метил-трет-гептилді эфир) оның таза күйде бөлінуін қажет етпейді.

Реформулирленген тауарлы бензин ресурсінің өсуіндегі маңызды орынды каталитикалық крекингтегі пропилен алады.Зауыттан шығатын каталитикалық крекингтен қатаң режимдегі жаңа пропилен катализаторы көлемінің үлкеюі,пропиленді өткізбейтін,көп жағдайда өндіріс ұйымдарында диизо-пропилового эфира (ДИПЭ) қолданылады.

ДИПЭ МТБЭ, МТАЭ-мен бәсекелестік қасиет көрсетеді. 15,7% оттек (МТБЭ — 18,2%, МТАЭ — 15,7%)құрайды,моторлы әдіс бойынша 98 бірлік ,зерртеу әдісі бойынша 112 октан санына ие, октан индексі 105 (МТБЭ — 108 ед., МТАЭ — 104 ед.), жану жылуы 9400 ккал/кг, қайнау температурасы 68 °С, қаныққан булар қысымы Рейд бойынша — 30 кПа (МТБЭ — 60 кПа). ДИПЭ-нің гидроперекис түзуге қабілеттілігі оның кемшілігі болып табылады.Каталитикалық крекинг технологиясының техникалық прогресі C3 — С7 жеңіл олефиндердің шығымын көбейтті және ароматты көмірсутектермен байытылған жоғары қайнайтын бензин фракциясының шығымын азайтты.Каталитикалық крекингте бензинді облагоаживание суммарлы эффектісін тиімді пайдалану (ДИПЭ + МТБЭ + алкилат + этерификат С5 — С7) — біртіндеп өседі.

Қазіргі кезде алкилат экологиялық таза бензиннің маңызды компоненті.Алкилат-бензиннің идеальды компоненті,зерттеу және моторлы әдіс бойынша жоғары октан саны бар,төмен қаныққан булар қысымы бар,ароматты қосылыстарында олефиндер және күкірт болмайды.

Алкилирлеу-тек бензиндегі ароматты көмірсутектердің төмендеуіндегі октан санын көтеру ғана емес,сонымен бірге оның буланғыштығын төмендететін процесс. С4 — С5 фракцияларындағы жоғары қаныққан булар қысымы тауралы бензинді пайдаланғанда өсу мүмкіндігін алады,сондықтан алкилирлеу процесі қаныққан булар қысымын төмендетіп,және моторлы әдіс бойынша бірдей уақытта өнімнің октан санын көбейтеді,ол қазіргі заманға сай автобензин өндірісінде маңызды орын алады.

Тауарлы бензинді моторлы әдіспен жоғары октан санын алу жолын бензол және басқа да бензин құрамындағы алкилат пен эфирлер (МТБЭ, МТАЭ) каталитикалық риформинг процесінде ыңғайлы шарттарда алумен алмастырды.Каталитикалық риформинг процесінде процесстің қаталдығының төмендеуі катализатор қызметінің мерзімін көбейтті және құрылғының жұмыс периоды мен оның регенерациясының арасында төменгі мөлшердегі ароматты көмірсутекті катализат шығымы жоғарылайды, гидротазалау құрылғысында алынатын сутектің сапасы жақсарады.

Күкіртқышқылды алкилирлеу процесінде ең жақсы шикізат нормаль бутилен қатары болады,өзінің құрамында изобутилен болмайды. С4 фракциясының каталитикалық крекингпен байланысы изобутиленді талғампаздықпен бөлу үшін алдын-ала метанолды этерифицирлейді,ал рафинат алкилирлеуге жіберіледі,екі эффектіні қамтамасыздандырады: МТБЭ және бірыңғай технологиялық ағымда алкилат алынуы.

С5 диалкил қатарын пайдалану және Европада құрамында жоғары тауарла автобензиндерді метанол 3%-ке дейін метанол, 5%-ке дейін этанол жібереді,7%-ке дейін третбутил спирті және 10%-ке дейін изопропилнемесе изобутил спирті жіберіледі. Мұнда оттегінің массалық үлесі 2,7%-дан аспауы керек.Бензинге метанолды қосқанда міндетті түрде тұрақтандырғыш агенттер қосады.Этанолды қосқанда да тұрақтандырғыш агенттер қосады.Егер су бөліну қаупі болса, бензинге антикоррозиялық қосындылар қосуға болады.Бензиннің құрамын 10%-ке дейін этанолды төмендетуге болады және сондай көлемдегі ароматты көмірсутектердің мөлшері тауарлы бензиннің детонациялық тұрақтылығын төмендетусіз –ақ жақсартуға боады.

Спиртті қосындының кемшілігі болып төмен гидролитикалық тұрақтылық және төменгі антикоррозиялық қасиет болып табылады. Спирттер шданг матералына өтіп кетеді және автомобиль және АЗС отындық жүйесі тығыздалып қатардан шығарады,герметикалық қасиеті бұзылады. Спиртті 2-3 рет пайдаланғанда шығатын газдар құрамындағы альдегидтер мөлері өседі. Алайда, шетел тәжірибелері көрсеткеніндей бензинге спирттік компоненттерді қолдану тек мұнай ресурстарын сақтау жоспарының перспективасы емес , мотор отынының экологиялық қасиетін жақсарту. Қосылатын спирт көлемі артық ароматты көмірсутектердің концентрациясын және автомобильден шығатын газдың құрамындағы көміртек оксидінің мөлшерін төмендетеді.

Ароматты көмірсутектер( толуол, ксилол) жоғары детонациялық тұрақтылық көрсетеді және бензиннің жоғары октанды компоненті ретінде қолданылады,ал ароматты көмірсутектердің азотқұрамды туындыларын октан санын көтеретін қосылыс ретінде пайдалануға болады.

N-метиланилиннің детонациялық қасиеті тетраэтилқорғасынның антидетонациялық қасиеті ашылған кезде бір уақытта ашылды.

N-метиланилин авиациялық бензинге қоспа ретінде Германияда және СССР-да қолданылды,ал автомобиль бензиндерінде қоспа ретінде Ресейде 1,3 %-ке дейін 10 жылдан астам уақытта пайданылып келеді.Қазіргі кезде октан санын көтеретін N-метиланилиннен тұратын қосындылар шығарылды: АДА, АвтоВэм, БВД, Феррада және басқалары.

Кестеде түрлі бензин компоненттеріндегі АДА, АвтоВэм, БВД және МТБЭ қоспаларының антидетонациялық эффективті бағалар нәтижелері келтірілген.

Компонент атауы

Октан саны: М.Ә. (мотор әдісі),З.Ә. (зерттеу әдісі )

 

Шығарылатын

1% АДА

1% АвтоВэм



Страницы: Первая | 1 | 2 | 3 | ... | Вперед → | Последняя | Весь текст


Предыдущий:

Следующий: