Меню Закрыть

На что влияет фракционный состав бензина: Фракционный состав автомобильного бензина | Нефть

Содержание

Фракционный состав автомобильного бензина | Нефть

04.04.2017

Бензин состоит из различных углеводородов, обладающих сложной и не одинаковой испаряемостью. Испаряемость зависит от химического состава топлива, а определяется по пределам температуры выкипания как его самого, так и отдельных его фракций. Качество бензина напрямую зависит от того, как соотносятся в нем фракции. Именно они влияют на легкость запуска двигателя и на приемистость, на время прогрева и прочие характеристики.

Различают пусковую, рабочую и концевую фракции. Первая это самые низкокипящие углеводороды, они занимают десятую часть дистиллята. Еще до 90 процентов объема составляет рабочая фракция, а оставшиеся 10 — фракция концевая, до конца кипения.

Соотношение фракций должно быть таковым, чтобы бензин мог обеспечивать хороший запуск двигателя, скорый его разгон, малый расход и распределение топлива по цилиндрам с минимальным износом их и поршней.

При этом соотношение фракций должно быть идеальным. В противном случае жидким топливом будет омываться смазка, а моторное масло разжижится в картере. При недостатке низкокипящих фракций часть неиспарившегося топлива в не разогретом двигателе попадет в цилиндры жидким видом. Отсутствие смазки приведет к преждевременному износу деталей.

Чтобы этого всего не допустить, существует система контроля за содержанием низкокипящих углеводородов. В настоящее время она строится на трех показателях:

  • температура начала перегонки — не меньше 35 градусов летом и без нормы зимой;
  • температура перегонки 10 процентов бензина — не более 70 градусов летом и не более 55 зимой;
  • давление насыщенных паров.

Прогрев двигателя стартует с пуском и продолжается до устойчивости в работе. В конце на холостом ходу происходит практически испарение топлива полностью во впускном трубопроводе. При минимальной температуре перегонки 50% и более легком составе двигатель греется быстрее. Топливо же низкой температуры скорее испаряется во впускном трубопроводе, горючая смесь лучше наполняет цилиндры и возрастает мощность двигателя.

Приёмистость улучшается тогда, когда цилиндры при дросселировании наполняются богатой смесью. Обедненная же смесь, когда системе питания частично не испаряется, приводит к остановке двигателя.

Температурой перегонки 50% летнего топлива обозначен верхний предел в 115°С, зимнего топлива – до 100°С. Это позволяет получить скорый прогрев и хорошую приёмистость двигателя.

Использование топлива высокой температуры на конце кипения повышает износ двигателя, увеличивает отложения на деталях солей, повышает топливный расход. Поэтому для летнего бензина температурой перегонки 90% топлива должна быть температура не выше 180°С, а для зимнего не более 160°С. Конец кипения летнего не должен превышать 195°С, а зимнего 185°С.

Бензин

АВТОМОБИЛЬНЫЕ БЕНЗИНЫ


Современные автомобильные и авиационные бензины должны удовлетворять ряду требований, обеспечивающих экономичную и надежную работу двигателя, и требованиям эксплуатации:
  • иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однородную топливовоздушную смесь оптимального состава при любых температурах;
  • иметь групповой углеводородный состав, обеспечивающий устойчивый, бездетонационный процесс сгорания на всех режимах работы двигателя;
  • не изменять своего состава и свойств при длительном хранении и не оказывать вредного влияния на детали топливной системы, резервуары, резинотехнические изделия;
  • иметь хорошие антидетонационные характеристики и др.
  • в последние годы экологические свойства топлива выдвигаются на первый план.

Испаряемость



Для обеспечения полного сгорания топлива в двигателе необходимо перевести его в короткий промежуток времени из жидкого состояния в парообразное и смешать с воздухом в определенном соотношении — 1:14 — т.е. создать рабочую смесь. К физико-химическим показателям, от которых зависит испаряемость бензинов, относят давление насыщенных паров, фракционный состав, скрытую теплоту испарения, коэффициент диффузии паров, вязкость, поверхностное натяжение, теплоемкость, плотность. Из перечисленных показателей важнейшими, определяющими испаряемость бензинов, являются давление насыщенных паров и фракционный состав. По вязкости, поверхностному натяжению, скрытой теплоте испарения, коэффициенту диффузии паров, теплоемкости бензины разного состава сравнительно мало различаются между собой, и эти различия нивелируются конструктивными особенностями двигателей. Давление насыщенных паров и фракционный состав являются функциями состава бензина, и эти показатели могут существенно различаться для разных бензинов. Эти два параметра определяют пусковые свойства бензинов, их склонность к образованию паровых пробок, физическую стабильность.

Давление насыщенных паров


Давление насыщенных паров зависит от температуры и от соотношения паровой и жидкой фаз и уменьшается с уменьшением температуры и увеличением отношения паровой фазы к жидкой. В лабораторных условиях давление насыщенных паров определяют при температуре 37,8°С и соотношении паровой и жидкой фаз (3,8-4,2):1 в «Бомбе Рейда» (ГОСТ 1756-52) или аппарате с механическим диспергированием типа «Вихрь» (ГОСТ 28781-90).

Фракционный состав


Фракционный состав бензинов определяют перегонкой на специальном приборе, при этом отмечают температуру начала перегонки, температуру выпаривания 10, 50, 90 % и конца кипения, или объем выпаривания при 70, 100 и 180°С. Требования к фракционному составу и давлению насыщенных паров бензинов определяются конструкцией автомобильного двигателя и климатическими условиями его эксплуатации.

1. С одной стороны, необходимо обеспечить запуск двигателя при низких температурах, с другой стороны — предотвратить нарушения в работе двигателя, связанные с образованием паровых пробок при высоких температурах. Пусковые свойства бензина зависят от содержания в нем легких фракций, которое может быть определено по давлению насыщенных паров и температуре перегонки 10 % или объему легких фракций, выкипающих при температуре до 70°С. Чем ниже температура окружающего воздуха, тем больше легких фракций требуется для запуска двигателя. Однако чрезмерное содержание низкокипящих фракций в составе бензинов может вызвать неполадки в работе прогретого двигателя, связанные с образованием паровых пробок в системе топливоподачи. Причиной образования паровых пробок в автомобильном двигателе является интенсивное испарение топлива вследствие его перегрева. В условиях жаркого климата это явление может иметь массовый характер. Образование паровых пробок зависит от испаряемости бензина, температуры и конструкции двигателя. Чем выше давление насыщенных паров бензина, ниже температуры начала кипения и перегонки 10 % и больше объем фракции, выкипающей при температуре до 70 °С, тем больше его склонность к образованию паровых пробок.

От содержания в бензине легкокипящих фракций зависит его физическая стабильность, т.е. склонность к потерям от испарения. Наибольшие потери от испарения имеют бензины, содержащие в своем составе низкокипящие углеводороды.

2. От фракционного состава зависят такие показатели как скорость прогрева двигателя, его приемистость, износ цилиндро-поршневой группы. Приемистость — способность бензинов к повышению детонационной стойкости при добавлении антидетонаторов. Наиболее существенное влияние на скорость прогрева двигателя и  его приемистость оказывает температура перегонки 50 % бензина. Температура выкипания 90 % бензина также влияет на эти характеристики, но в меньшей степени. Скорость прогрева двигателя, его приемистость зависят и от температуры окружающего воздуха. Чем ниже температура воздуха, тем ниже должна быть температура перегонки 50 % бензина для обеспечения быстрого прогрева и хорошей приемистости двигателя. При понижении температуры это влияние усиливается. Поэтому нормы на этот показатель также зависят от температурных условий эксплуатации и различаются по сезону и климатическим зонам.

3. Для нормальной работы двигателя большое значение имеет полнота испарения топлива, которая характеризуется температурой перегонки 90 % бензина и температурой конца кипения. При неполном испарении бензина во впускной системе часть его может поступать в камеру сгорания в жидком виде, смывая масло со стенок цилиндров. Жидкая пленка через зазоры поршневых колец может проникать в картер, при этом происходит разжижение масла. Это приводит к повышенным износам и отрицательно влияет на мощность и экономичность работы двигателя. Снижение температуры конца кипения бензинов может повысить их эксплуатационные свойства, однако это снижает ресурс бензинов. Температура конца  кипения (tк.к.)  бензинов также характеризует полноту сгорания бензинов и равномерность распределения рабочей смеси по цилиндрам двигателя; при tк.к. выше 220 оС происходит неполное сгорание бензинов, повышается его расход, а также увеличивается износ двигателя, снижаются его экономичность и мощность.

Как было указано выше, требования к испаряемости автомобильных бензинов в значительной мере зависят от температурных условий их применения. С учетом климатических особенностей нашей страны автомобильные бензины по фракционному составу и давлению насыщенных паров подразделяют на два вида: зимний и летний. Для обеспечения нормальной эксплуатации автомобилей и рационального использования бензинов введено пять классов испаряемости для применения в различных климатических районах. Наряду с определением температуры перегонки бензина при заданном объеме предусмотрено определение объема испарившегося бензина при заданной температуре 70, 100 и 180 °С (табл. 2).

Таблица 2


Характеристики испаряемости бензинов всех марок


Показатели

Класс

1

2

3

4

5

1. Давление насыщенных паров бензина, кПа

35-70

45-80

55-90

60-95

80-100

2. Фракционный состав: 

  температура начала перегонки, °С, не ниже

35

35

не нормир.

не нормир.

не нормир.

  пределы перегонки, °С, не выше: 

  — 10%

75

70

65

60

55

  — 50%

120

115

110

105

100

  — 90%

190

185

180

170

160

  конец кипения, °С,

  не выше

215

  объемная доля остатка в колбе, %

2

  остаток и потери, %

4

  объем испарившегося  бензина, %, при  температуре: 

  70 °С

10-45

15-45

15-47

15-50

15-50

  100 °С

35-65

40-70

40-70

40-70

40-70

  180 °С, не менее

85

85

85

85

85

3. Индекс испаряемости, не более

900

1000

1100

1200

1300

Детонационная стойкость


Этот показатель характеризует способность автомобильных бензинов противостоять самовоспламенению при сжатии. Высокая детонационная стойкость топлив обеспечивает их нормальное сгорание на всех режимах эксплуатации двигателя. Процесс горения топлива в двигателе носит радикальный характер. При сжатии рабочей смеси температура и давление повышаются и начинается окисление углеводородов, которое интенсифицируется после воспламенения смеси. Если углеводороды несгоревшей части топлива обладают недостаточной стойкостью к окислению, начинается интенсивное накапливание перекисных соединений, а затем их взрывной распад. При высокой концентрации перекисных соединений происходит тепловой взрыв, который вызывает самовоспламенение топлива. Самовоспламенение части рабочей смеси перед фронтом пламени приводит к взрывному горению оставшейся части топлива, к так называемому детонационному сгоранию. Детонация вызывает перегрев, повышенный износ или даже местные разрушения двигателя и сопровождается резким характерным звуком, падением мощности, увеличением дымности выхлопа. На возникновение детонации оказывает влияние состав применяемого бензина и конструктивные особенности двигателя.

Показателем детонационной стойкости автомобильных бензинов является октановое число.  Октановое число численно равно содержанию (% об.) изооктана (2,2,4,-триметилпентана) в его смеси с н — гептаном, которая по детонационной стойкости эквивалентна топливу, испытуемому на одноцилиндровом двигателе с переменной степенью сжатия в стандартных условиях на бедной рабочей смеси. В лабораторных условиях октановое число автомобильных бензинов и их компонентов определяют на одноцилиндровых моторных установках УИТ-85 или УИТ-65. Склонность исследуемого топлива к детонации оценивается сравнением его с эталонным топливом, детонационная стойкость которого известна. Октановое число на установках определяется двумя методами: моторным (по ГОСТ 511-82) и исследовательским (по ГОСТ 8226-82).

Методы отличаются условиями проведения испытаний. Испытания по моторному методу проводят при более напряженном режиме работы одноцилиндровой установки, чем по исследовательскому. Поэтому октановое число, определенное моторным методом, обычно ниже октанового числа, определенного исследовательским методом. Октановое число, полученное моторным методом в большей степени характеризует детонационную стойкость топлива при эксплуатации автомобиля в условиях повышенного теплового форсированного режима, октановое число, полученное исследовательским методом, больше характеризует бензин при работе на частичных нагрузках в условиях городской езды.

Детонационная стойкость автомобильных бензинов определяется их углеводородным составом. Наибольшей детонационной стойкостью обладают ароматические углеводороды. Самая низкая детонационная стойкость у парафиновых углеводородов нормального строения, причем она уменьшается с увеличением их молекулярной массы. Изопарафины и олефиновые углеводороды обладают более высокими антидетонационными свойствами по сравнению с нормальными парафинами. Увеличение степени разветвленности и снижение молекулярной массы повышает их детонационную стойкость. По детонационной стойкости нафтены превосходят парафиновые углеводороды, но уступают ароматическим углеводородам. Октановое число углеводородов снижается в следующем порядке:

ароматические >изопарафины  > олефины > нафтены > н-парафины.


Разницу между октановыми числами бензина, определенными двумя методами, называют чувствительностью бензина. Наибольшую чувствительность имеют олефиновые углеводороды. Чувствительность ароматических углеводородов несколько ниже. Для парафиновых углеводородов эта разница очень мала, а высокомолекулярные низкооктановые парафиновые углеводороды имеют отрицательную чувствительность. Соответственно   более по чувствительности (9-12 ед.) отличаются бензины каталитического крекинга и каталитического риформинга, содержащие непредельные и ароматические углеводороды. Менее чувствительны (1-2 ед.) к режиму работы двигателя алкилбензин и прямогонные бензины, состоящие из парафиновых и изопарафиновых углеводородов.

Для повышения октановых чисел товарных бензинов используют также специальные антидетонационные присадки и высокооктановые компоненты (этиловую жидкость, органические соединения марганца, железа, ароматические амины, метил-третбутиловый эфир).

Химическая стабильность


Этот показатель характеризует способность бензина сохранять свои свойства и состав при длительном хранении, перекачках, транспортировании или при нагревании впускной системы двигателя. Химические изменения в бензине, происходящие в условиях транспортирования или хранения, связаны с окислением входящих в его состав углеводородов. Следовательно, химическая стабильность бензинов определяется скоростью реакций окисления, которая зависит от условий процесса и строения окисляемых углеводородов.

При окислении бензинов происходит накопление в них смолистых веществ, образующихся в результате окислительной полимеризации и конденсации продуктов окисления. На начальных стадиях окисления содержание в бензине смолистых веществ невелико, и они полностью растворимы в нем. По мере углубления процесса окисления количество смолистых веществ увеличивается, и снижается их растворимость в бензине. Накопление в бензинах продуктов окисления резко ухудшает их эксплуатационные свойства. Смолянистые вещества могут выпадать из топлива, образуя отложения в резервуарах, трубопроводах и др. Окисление нестабильных бензинов при нагревании во впускной системе двигателя приводит к образованию отложений на ее элементах, а также увеличивает склонность к нагарообразованию на клапанах, в камере сгорания и на свечах зажигания.

Окисление топлив представляет собой сложный, многостадийный свободнорадикальный процесс, происходящий в присутствии кислорода воздуха. Скорость реакции окисления углеводородов резко возрастает с повышением температуры. Контакт с металлом оказывает каталитическое воздействие на процесс окисления. Низкую химическую стабильность имеют олефиновые углеводороды, особенно диолефины с сопряженными двойными связями. Высокой реакционной способностью обладают также ароматические углеводороды с двойной связью в боковой цепи. Наиболее устойчивы к окислению парафиновые углеводороды нормального строения и ароматические углеводороды. Химическая стабильность автомобильных бензинов определяется в основном их углеводородным составом.

Наибольшей склонностью к окислению обладают бензины термического крекинга, коксования, пиролиза, каталитического крекинга, которые в значительных количествах содержат олефиновые и диолефиновые углеводороды. Бензины каталитического риформинга, прямогонные бензины, алкилбензин химически стабильны.

Химическую стабильность товарных бензинов и их компонентов оценивают стандартными методами путем ускоренного окисления при температуре 100°С и давлении кислорода по ГОСТ 4039-88. Этим методом определяют индукционный период, т.е. время от начала испытания до начала процесса окисления бензина. Чем выше индукционный период, тем выше стойкость бензина к окислению при длительном хранении. По индукционным периодам бензины различных технологических процессов существенно различаются. Индукционные периоды бензинов термического крекинга составляют 50-250 мин; каталитического крекинга — 240-1000 мин; прямой перегонки — более 1200 мин; каталитического риформинга — более 1500 мин.

Установлено, что бензины, характеризующиеся индукционным периодом не менее 900 мин, могут сохранять свои свойства в течение гарантийного срока хранения (5 лет). Так как не все бензины предназначены для длительного хранения, в нормативно-технической документации нормы на индукционный период установлены от 360 до 1200 мин.

Химическая стабильность бензинов в определенной степени может быть охарактеризована йодным числом, которое является показателем наличия в бензине непредельных углеводородов.

Химическая стабильность этилированных бензинов зависит также от содержания в них этиловой жидкости, так как тетраэтилсвинец при хранении подвергается окислению с образованием нерастворимого осадка.

Для обеспечения требуемого уровня химической стабильности в автомобильные бензины, содержащие нестабильные компоненты, разрешается добавлять антиокислительные присадки Агидол-1 или Агидол-12.

Склонность к образованию отложений и нагарообразованию


Применение автомобильных бензинов, особенно этилированных, сопровождается образованием отложений во впускной системе двигателя, в топливном баке, на впускных клапанах и поршневых кольцах, а также нагара в камере сгорания. Наиболее интенсивное образование отложений происходит на деталях карбюратора. Образование отложений на указанных деталях приводит к нарушению регулировки карбюратора, уменьшению мощности и ухудшению экономичности работы двигателя, увеличению токсичности отработавших газов. Образование отложений в топливной системе частично зависит от содержания в бензинах смолистых веществ, нестабильных углеводородов, неуглеводородных примесей, от фракционного и группового состава, которые определяют моющие свойства бензина. Установлено, что повышенному нагарообразованию способствует высокое содержание в бензинах олефиновых и ароматических углеводородов, особенно высококипящих. Содержание ароматических и олефиновых углеводородов в товарных бензинах ограничивается соответственно 55 и 25 % (об.). Однако в большей степени этот процесс определяется конструктивными особенностями двигателя.

Наиболее эффективным способом борьбы с образованием отложений во впускной системе двигателя является применение специальных моющих или многофункциональных присадок. Такие присадки широко применяют за рубежом. В России также разработаны и допущены к применению присадки аналогичного назначения.

Эксплуатационные свойства


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.

Фракционный состав бензинов — Справочник химика 21

    Одновременно оператор фиксирует свое внимание на качестве авиационного керосина, отбираемого из верхней отпарной секции, и отмечает, что этот продукт имеет следующий фракционный состав начало кипения 148° С, 10% отгона соответствует температуре 163° С, 50% — 182° С, 90% — 210° С и конец кипения 230° С, что соответствует требованиям норм. Повышенное значение температур 90% отгона и конца кипения у бензина свидетельствует о юм, что на верхних тарелках колонны четкость ректификации не обеспечивает необходимое качество ректификата, а утяжеленный фракционный состав бензина приводит к повышению температуры вверху колонны. Для обеспечения заданного качества бензина оператор корректирует режим увеличивает количество орошения, поступающего наверх колонны, т. е. увеличивает кратность орошения, а следовательно, и четкость ректификации на верхних тарелках. [c.339]
    Фракционный состав дизельных топлив оценивают так же,, как и фракционный состав бензинов температурами выкипания 10, 50 и 90% (об.) топлива. За конец кипения принимают температуру выкипания 96% (об.) топлива. Однако значения отдельных температур выкипания для оценки эксплуатационных свойств дизельных топлив и бензинов существенно различны. Пусковые свойства дизельных топлив в какой-то мере характеризует лишь температура выкипания 50% (об.) топлива. Применение очень легких топлив при низких температурах воздуха не облегчает, а наоборот, затрудняет пуск двигателя. Дело в том, что на испарение большого количества легких фракций топлива затрачивается тепло, вследствие чего снижается температура в конце сжатия и скорость протекания предпламенных реакций уменьшается. [c.132]

    Фракционный состав бензинов, испаряющихся со скоростью, при которой отлагается хорошая пленка, установлен довольно точно [21—24]. В зависимости от конкретных условий применения в качестве растворителей используются как легкие фракции (пределы кипения 40—150° С), так и весьма тяжелые бензино-лигроиновые смеси (пределы кипения 150—230° С). Последние используются главным образом для получения покрытий с форсированной принудительной сушкой. [c.561]

    Данные о влиянии добавления бутана, газового бензина и изопентана на фракционный состав бензинов представлены в табл. 57. [c.189]

    Пример 1. В ректификационной колонне с выносными отпарными секциями перегоняется до мазута легкая нефть. Требуется повысить в бензине содержание фракций, выкипающих до 100° С, т. е. облегчить фракционный состав бензина. [c.251]

    ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ БЕНЗИНОВ И РАБОТА ДВИГАТЕЛЯ [c.178]

    Фракционный состав бензинов определяется перегонкой в стандартизированных условиях на специальном приборе. В колбе прибора газовой горелкой нагревают 100 мл бензина и по термометру отмечают температуры, при которых заканчивается перегонка определенного количества бензина. Для автомобильных бензинов отмечают температуру перегонки 10, 50 и 90% бензина и конца его кипения. Для исследовательских целей принято записывать температуру перегонки каждых 10% бензина. Затем на основании полученных данных строят кривую перегонки бензина в координатах количество бензина — температура. [c.178]
    Фракционный состав бензинов определяют перегонкой в стандартизованных условиях на специальном приборе. Регистрируют температуры, при которых начинается и заканчивается перегонка бензина, и отгоняется его определенный объем. [c.18]

    Имея в виду температуры кипения нормальных парафиновых углеводородов (пентан 36,1° С, гексан 68,7° С, гептан 98,4° С, октан 125,7° С, нонан 150,8° С) и фракционный состав бензинов, следует считать, что в первых двух бензинах из этих углеводородов содержится в основном гексан, в третьем бензине гептан и октан, в четвертом и пятом — гексан, гептан, октан и нонан. В бензинах с наиболее низкой температурой начала кипения возможно присутствие ж незначительного количества пентана. [c.83]

    Октановое число бензина риформинга (в зависимости от исходного сырья и режима работы установки) может достигать 100— 105 по исследовательскому методу. Для дебутанизированного бензина характерно низкое давление насыщенных паров (150— 200 мм рт. ст.) и утяжеленный фракционный состав. Бензины с одинаковым октановым числом, полученные из сырья с более низким содержанием парафиновых углеводородов, являются более тяжелыми, по сравнению с бензинами, полученными из сырья с высоким содержанием парафиновых углеводородов. [c.54]

    Фракционный состав бензина должен быть оптимальным, учитывая его неоднозначное и одновременное влияние на пусковые свойства, вероятность образования паровых пробок в топливной системе, прогрев двигателя, приемистость, степень разжижения масла в картере. [c.34]

    Фракционный состав бензинов как следствие их химического состава также влияет на антидетонационную стойкость бензинов. Как правило, низкокипящие углеводороды детонируют меньше, [c.41]

    Фракционный состав бензина А-76 [c.46]

    Интенсивность смоло- и нагарообразования зависит от качества используемого тошшва и моторного масла. Чем тяжелее фракционный состав бензина, выше его плотность, больше содержание непредельных и ароматических углеводородов, тем выше склонность к смолообразованию. Основной показатель качества, характеризующий склонность бензина к образованию отложений в двигателях, — содержание в нем смолистых веществ. [c.32]

    Для бензиновых двигателей, кроме процессов окисления и загрязнения, характерно ухудшение качества масел из-за накопления Продуктов неполного сгорания топлива. Чем тяжелее фракционный состав бензина, тем больше конденсата скапливается в масле. Конденсат, стекая по стенкам цилиндра двигателя, смывает смазку, повышается износ. В зависимости от качества топлива и технического состояния двигателя в масле может накапливаться до 5…10 % несгоревшего топлива, при этом снижается вязкость, ухудшается смазывающая способность, возможно нарушение режима жидкостного трения. [c.196]

    Фракционный состав бензинов характеризуется температурами (точками) начала кипения и отгона 10, 50, 95 или 97,5% (об.) при стандартной перегонке [6, 7]. Эти точки определяют условия запуска двигателя, форсирование его работы после прогрева и полноту сгорания топлива. Наличие легких фракций обеспечивает необходимое давление пара, указываемое в стандартах на бензины различного назначения и качества. [c.156]

    Фракционный состав бензина оказывает большое влияние на его испарение при карбюрации. При всех прочих равных условиях чем легче фракционный состав, тем большая часть бензина переходит в парообразное состояние в трубопроводе до его поступления в цилиндр двигателя. Эта зависимость наглядно видна из приведенной ниже табл. 13. [c.87]

    Уравнение решают подбором температуры верха колонны и соответственно констант фазового равновесия kj. Фракционный состав бензина для этого расчета берут по составу Б], найденному выше (исправленная кривая на рис. 8.16). [c.393]

    Нужно отметить, что исследованные бензины также различаются и но приемистости к ТЭС. Фракционный состав бензина каталитического крекинга мало влияет на приемистость к ТЭС. На всем протяжении кривых разрыв между октановым числом этилированного и чистого бензина примерно одинаков. [c.12]

    Фракционный состав бензина определяется температурой верхней части колонны, которую регулируют подачей орошения. Эта регулировка обычно осуществляется автоматически. Фракционный состав остальных дистиллятов, отбираемых в виде жидкостных потоков, регулируется перетоком из основной колонны в отпарные. Для упрощения фракционного состава продукта уменьшают поступление его по перетоку, тогда количество флегмы, перетекающей на нижние тарелки, увеличивается, температура понижается и фракционный состав продуктов облегчается. Для утяжеления фракционного состава необходимо произвести обратную операцию увеличить переток в отпарную колонну. [c.102]

    Фракционный состав бензинов парофазного и смешаннофазного крекинга более или менее одинаков. Кривая перегонки укладывается в пределы стандартов для моторного бензина, с некоторым превыше- [c.289]


    Фракционный состав бензина оказывает очень большое влияние на полноту осаждения асфальтенов, и потому его следует проверят разгонкой по ГОСТ 2177-59. [c.202]

    Имея в виду относительно легкий фракционный состав бензинов, можно предполагать, что влияние высокой температуры воздуха на иснарение топлива значительно больше замедляющего эффекта повышенного давления в цилиндре в такте сжатия. [c.89]

    Минимально необходимая температура в камере сгорания двигателя будет различной для бензинов разного фракционного состава. Чем тяжелее фракционный состав бензина, тем при более высокой температуре внутри цилиндра он полностью испарится. Это положение наглядно иллюстрируется табл. 15, где показана минимально необходимая температура стенок цилиндра и камеры сгорания, при [c.92]

    Утяжеляется фракционный состав бензинов и как следствие этого уменьшается степень испарения бензина, ухудшаются его пусковые свойства и условия сгорания в двигателе. [c.288]

    Решение. Согласно требованиям ГОСТ на автомобильные бензшты конец кипения их должен быть 195—205° С. Принимаем конец кипения бензина 200° С, тогда его выход по кривой ИТК составляет 19,0 вес. %. Определяем фракционный состав бензина по кривой ИТК начало кипения бензина 35° С  [c.148]

    Через некоторый отрезок времени, достаточный для стабилизации режима, после изменений, осуществленных оиератором, продукты вновь анализируются. При этом установлено, что фракционный состав бензина и авиационного керосина стал следующим бензин — температура отгона 50% — 108° С, 90% отгона — 140° С, конец кииеиия — 158° С керосин — начало кипения 145° С, 10% отгона — 160° С, 50% отгона — 181° С, 90% отгона — 210° С и конец кипения 230° С. [c.340]

    Фракционный состав и качество бензинов, независимо от их происхождения, регулируются процессами перегонки, ректификации и очистки бензиновых дистиллятов. Порядок последовательности перего][Ки и очистки принципиального значения не имеет. Первая может пред шествовать второй, если очистка не изменяет состав, и наоборот, перегонка должна осуществляться вслед за очисткой, если в процессе очистки фракционный состав бензина становится иным. Таким образом, перегонка, регулирую]цая фракционный состав бензина, является лишь процессом, сопутствуютцим очистке дистиллята, определяющей все остальные качественные параметры бензина, обусловленные химическими с1 0йствами веществ, составляющих бензин. [c.72]

    Фракционный состав бензина взаимосвяз определение плотности введено в технические требования на бензин АИ-93, хотя пока и не нормируется. Обоснование норм допустимой плотности бензинов будет способствовать улучшению учета расхода и потерь бензина при сливно-наливных операциях, транспортировки, хранении, приеме и выдаче. [c.9]

    Фракционный состав бензинов определяют перегонкой на спещгальном приборе, при этом отмечают температуру начала перегонки, температуру выпаривания 10, 50, 90 % и конца кипения (97,5 % для авиабензинов), или объем выпаривания при 70, 100 и 180 °С. [c.15]

    Кроме этих реакщ-ш протекает реакция полимеризации моноолефинов. Полученные полимеры остаются в очищаемом продукте и, имея более высокую температуру кипения, ухудшают фракционный состав бензинов. Чтобы удалить полимеры пз бензина, применяют вторичную перегонку. Диолефины и циклоолефины при полимеризации лают высокомолекулярные смолообразные вещества, переходящие в кислый гудрон. [c.320]

    Фракционный состав бензинов определяют перегонкой 100 мЛ продукта на специальном приборе (ГОСТ 2177-82), состоящем из круглодонной колбы емкостью 100 мл с отводом, водяного холодильника и приемника-цилиндра с делениями. Может применяться автоматический прибор ЛАФС.При перегонке с постоянной скоростью 4-5 мл/мин отмечают температуры начала перегонки, выпаривания 10, 50, 90 % и конца кипения (97,5 % для авиабензинов), а также остаток в колбе и потери. [c.125]

    Лесли и Поттхофф [29] показали, что давление не влияет на фракционный состав бензинов крекинга. Такое же заключение получается из обширных исследований Кейта, Варда и Рубина [26]. Крекинг-бензины, полученные под давлением от 7 до 70 кг см при одинаковой степени крекирования, имеют одинаковый фракционный состав независимо от применявшегося давления. [c.122]

    Весьма существенное значение для процесса ароматизации имеет также фракционный состав бензина. Обычно ароматизации подвергается бензин с пределами кипения 80—180°. Как известно, фракции, кипящие до 80°, содержат в основном углеводороды с пятью и шестью атомами углерода в молекуле в производственных уеловиях такие углеводороды увеличивают потери с газом и снижают пропускную способность агрегатов. Так, например, применение сырья с н. к. 60° вызывает уменьшение выхода катализата на 4% и даже более. Поэтому обычно фракции, кипящие до 80°, предварительно отгоняются. [c.296]

    Содержание тетраэтил-0,60Отсут-0,41 0,82 0,82 свинца, г/кг, не более ствие Фракционный состав бензина, С [c.8]


Фракционный состав — АЗС VIP | Пропан-бутан | Автономная газификация | Новокузнецк

Бензин, который поступает в систему питания карбюраторного двигателя, должен образовывать топливовоздушную смесь определенного состава, обеспечивающую полноту сгорания на всех режимах работы двигателя. Горючая смесь должна иметь определенные соотношения паров бензина и воздуха. Качество горючей смеси зависит от карбюрационных свойств бензина; испаряемости, скрытой теплоты парообразования, упругости паров, плотности, вязкости и поверхностного натяжения. Основное влияние на качество смеси оказывает испаряемость.

 

Испаряемость — это способность топлива переходить из жидкого состояния в парообразное. Испарение может быть статическим, когда нефтепродукт испаряется с неподвижной поверхности в неподвижный воздух, и динамическим — при движении продукта и воздуха. На интенсивность испарения оказывают влияние многие факторы: температура окружающей атмосферы и нефтепродукта, давление насыщенных паров, теплопроводность, теплоемкость, величина поверхности и др. Образование горючей смеси в двигателях осуществляется при динамическом испарении, когда основное влияние оказывают скорость движения сред и степень распыления бензина. Испаряемость бензинов оценивают фракционным составом. Поскольку бензин, как и другие нефтепродукты, не является индивидуальным соединением, а смесью углеводородов, он не имеет фиксированной температуры кипения, а испаряется в интервале температуры 35 … 200°С.

 

Сущность определения фракционного состава (ГОСТ 2177-82) сводится к следующему.: бензин в количестве 100 мл нагревают в специальном приборе, образующиеся пары охлаждают, они конденсируются, превращаются в жидкость, которую собирают в мерный цилиндр. Во время перегонки регистрируют температуру начала кипения (падения первой капли в цилиндр), а затем выкипания 10, 50, 90% и конца кипения (ТНК, Т10%, Т50%, Т90%, ТКК). Эти данные приводят в стандартах и паспортах качества. Легкие фракции бензина (по кривой от начала кипения до выкипания 10%) характеризуют пусковые свойства топлива: чем ниже температура выкипания 10% топлива, тем лучше пусковые свойства. Для пуска холодного двигателя необходимо, чтобы 10 % бензина выкипало при температуре не выше 55°С (зимний сорт) и 70°С (летний). Зная температуру выкипания 10% бензина, можно оценить минимальную температуру воздуха, при которой пуск лёгкий (Тлп), пуск возможен (Твп) и пуск невозможен (Тнп):

  • ТЛП = Т10%/1,25 — 59;
  • ТВП = Т10%/2- 50,5;
  • ТПН = Т10%/2 — 50,5 + (ТНК — 50)/3.

Для примера имеем:

  • летний бензин ТНК = 40°С, Т10% = 70°С;
  • зимний бензин ТНК = 35°С, Т10% = 55°С.

Тогда получим:

  • летний бензин: Тлп = -3°С, Твп = -15,5°С, Тнп = -18,8°С;
  • зимний бензин: Тлп = -15°С, Твп = -23°С, Тнп = -28°С.

Полученные цифры нельзя воспринимать как незыблемый критерий возможности пуска. Формулы эмпирические, и результаты могут варьироваться как в одну, так и в другую сторону в зависимости от состояния двигателя в целом и аккумуляторной батареи с карбюратором в частности.

 

При температуре окружающего воздуха ниже -25…30°С для пуска холодного двигателя необходим предварительный подогрев. Легкие фракции нужны только на период пуска и прогрева двигателя, в дальнейшем они начинают интенсивно испаряться в топливном баке, бензопроводах. Вместе с жидкостью через жиклер карбюратора поступает пар, снижается коэффициент наполнения цилиндров, падает мощность, двигатель перегревается. В топливоподающей системе образуются паровые пробки, возникают перебои в работе, двигатель глохнет. Особенно это часто наблюдается при использовании зимних сортов бензина летом. В связи с этим количество легкокипящих углеводородов в бензине ограничивают; температура начала кипения для всех сортов бензина должна быть не ниже 35°С.

 

Конструктивным мероприятием для предотвращения образования паровых пробок является обратная магистраль с жиклером в топливной системе летательного аппарата с закапотированной силовой установкой (от карбюраторов в топливный бак). Основную часть топлива называют рабочей фракцией (по кривой разгонки от 10 до 90%). От испаряемости рабочей фракции зависят образование горючей смеси при разных режимах работы двигателя, продолжительность прогрева (перевода с холостого хода под нагрузку), приемистость (возможность быстрого перевода с одного режима на другой). По стандарту рабочую фракцию нормируют 50% точкой. С понижением температуры окружающего воздуха требуются бензины с более низкой температурой перегонки 50% бензина: для летнего не выше 115°С, для зимнего не выше 100°С. Чем она ниже, тем однороднее состав топлива и горючей смеси по отдельным цилиндрам, устойчивее работает двигатель, лучше приемистость.

 

Температура перегонки концевых фракций (от 90% до конца кипения) влияет на полноту испарения топлива, полноту сгорания, на токсичность выхлопа, а также на экономичность и износ двигателя. Концевые фракции поступают в цилиндр, не испарившись, они не участвуют в сгорании, и экономичность двигателя ухудшается. Тяжелые фракции бензина, осевшие на стенках цилиндра, смывают смазочную пленку, разжижают масло и увеличивают износ. Несгоревшее топливо откладывается также на поверхностях камеры сгорания и поршней в виде нагара, который инициирует детонационное сгорание и калильное зажигание. Чем меньше интервал температуры от 90% до конца кипения, тем выше качество топлива. Объем остатка в колбе (количество не испарившегося при перегонке бензина) характеризует наличие в бензине тяжелых, трудноиспаряемых углеводородов и примесей, которые оказывают вредное влияние на работу двигателя. Как правило, эти остатки, попадая в двигатель, полностью не сгорают и увеличивают удельный расход топлива и рабочие износы двигателя. Зимние виды бензина имеют более легкий, чем летние, фракционный состав, что необходимо для облегчения пуска двигателей в холодное время года. В целом, фракционный состав определяет легкость и надежность пуска двигателя, возможность образования паровых пробок, полноту сгорания и экономичность, длительность прогрева, приемистость, интенсивность износа деталей двигателя.


Фракционный состав — топливо — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Фракционный состав — топливо

Cтраница 1

Фракционный состав топлив оказывает большое влияние на полноту их сгорания и во многом определяет такие эксплуатационные свойства как запуск двигателя, время прогрева, образование паровых пробок и обледенений в карбюраторе, приемистость двигателя, расход топлива, мощность двигателя, расход масла, образование углеродистых отложений, износ трущихся деталей.  [1]

Фракционный состав топлива оказывает влияние на его распылива-ние, полноту сгорания, дымность выхлопа, нагароотложение и разжижение кар-терного масла. Утяжеленное топливо хуже распыливается, в результате уменьшается скорость образования рабочей смеси, ухудшается ее однородность, а это приводит к повышенному дымлению и снижению экономичности двигателя.  [2]

Фракционный состав топлива оказывает влияние на его распыливание, полноту сгорания, дымность выхлопа, нагароотло-жение и разжижение картерного масла. Утяжеленное топливо хуже распыливает-ся; при этом уменьшается скорость образования рабочей смеси, ухудшается ее однородность, в результате чего повышается дымление и снижается экономичность двигателя.  [3]

Фракционный состав топлива должен обеспечивать его хорошую испаряемость, легкий запуск двигателя даже при низких температурах, быстрый прогрев двигателя и хорошую его приемистость к переменам режима. Поэтому важнейшим техническим показателем бензинов и керосинов являются данные стандартной разгонки, при которой отмечают: температуру начала кипения; температуры, при которых отгоняются 10, 50, 90 и 97 5 % ( об.) от загрузки; остаток ( в %) и иногда конец кипения.  [4]

Фракционный состав топлива может изменяться в результате потери им легких фракций за счет испарения. Самой большой испаряемостью из современных жидких топлив, предназначенных для использования в поршневых и воздуншореактивных двигателях, обладает бензин. Это его свойство должно учитываться при хранении, транспортировании и заправке машин, так как количественные потери могут привести к потере качества, и бензин окажется непригодным к применению.  [5]

Фракционный состав топлива оказывает сильное влияние на смесеобразование, давление, температуру и интенсивность завихрения заряда топлива в двигателе.  [6]

Фракционный состав топлива и флюсов.  [7]

Фракционный состав топлива особенно большое значение имеет для быстроходных двигателей с неразделенными камерами сгорания. Малооборотные двигатели менее чувствительны к фракционному составу дизельного топлива вследствие большего времени, отводимого на процессы смесеобразования.  [8]

Фракционный состав топлив является их важной эксплуатационной характеристикой, связанной с работой двигателя.  [10]

Фракционный состав топлива в лабораторных условиях определяют в стандартных перегонных аппаратах при атмосферном давлении. Технология перегонки заключается в следующем. В чистую сухую колбу с помощью калиброванной пробирки наливают 100 мл испытуемого нефтепродукта при температуре 20 3 С. Затем начинают разогревать колбу на газовой горелке. Температуру, при которой в мерную пробирку упадет первая капля конденсата, отмечают по термометру как температуру начала кипения.  [11]

Фракционный состав топлива характеризует главное свойство — испаряемость.  [12]

Фракционный состав топлива характеризует степень его испаряемости при определенных температурах, которая оказывает существенное влияние на запуск дизеля и его приемистость.  [13]

Фракционный состав топлива часто изображается графически в виде кривых разгонок, показывающих, какой процент топлива отгоняется при той или иной температуре.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

РАСЧЕТ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА КОМПАУНДИРОВАННЫХ ТОПЛИВ

Раздел: Наука

С.С. Демченко


Товарные топлива, производимые на НПЗ, представляют собой смесь тех или иных компонентов – продуктов различных технологических установок. Например, в состав товарного бензина могут входить следующие компоненты: алкилат, изомеризат, риформат (катализат), бензин каталитического крекинга и гидрокрекинга, олигомеризат, оксигинаты и т.д. При составлении рецептуры товарного топлива стоит непростая задача подбора количественного соотношения исходных компонентов, при котором значения всех регламентируемых нормами свойств топлива будут соответствовать требованиям этих норм. Поиск правильных рецептур экспериментальным методом является трудоемкой задачей, поэтому целесообразным представляется определение соотношения исходных компонентов расчетным способом, заключающемся в прогнозировании свойств товарных топлив на основе количества и свойств исходных компонентов.

 Многие свойства товарных топлив достаточно просто рассчитать, используя правило аддитивности; одним из наиболее сложных для расчета свойств, которое регламентируется в нормативно-технической документации, является фракционный состав по ГОСТ 2177 или ASTM D86. Сложность расчетного определения фракционного состава для компаундированного топлива по ГОСТ 2177 заключается в том, что непосредственно данные о фракционном составе исходных компонентов не могут быть использованы и должны быть вначале трансформированы. Необходимость трансформации обсусловлена двумя основными причинами:

  • фракционный состав по ГОСТ 2177 не позволяет судить об истинном количественном содержании веществ, входящих в состав компонентов моторных топлив;
  • исходные компоненты имеют различные интервалы кипения.

 Соответственно определение фракционного состава компаундированного топлива по ГОСТ 2177 на основании данных о фракционном составе исходных компонентов, применяя правило аддитивности, будет некорректным. Однако эту задачу можно решить, если перевести данные по фракционному составу по ГОСТ 2177 исходных компонентов к виду, когда можно будет применить правило адитивности.

 В литературе [1] приводятся несколько методов расчета фракционного состава компаундированных топлив. В практике наибольшее распространение получили два метода:

  • графический метод суммации;
  • метод Эдмистера.
Графический метод суммации подразумевает собой постепенное определение фракционного состава компаундированного топлива. То есть вначале определяется фракционный состав смеси из двух компонентов, потом к ней добавляется третий компонент, потом четвертый и так далее. Учитывая, что в состав компаундированных топлив может входить 7 и более компонентов, определение фракционного состава таким методом представляет непростую и очень трудоемкую работу, которая к тому же плохо поддается машинной обработке.

 По мнению автора, метод Эдмистера является наиболее удобным, так как он легко поддается машинной обработке, несмотря на большое количество вычислений, которое необходимо провести. Этот метод предполагает расчет фракционного состава по ГОСТ 2177, через фракционный состав по ИТК. Фракционный состав по ИТК позволяет определить «истинное» количество каждого компонента с узким интервалом кипения, входящего в состав нефтепродукта, что делает результаты расчета более точными. Зная общее количество компонентов с определенной температурой кипения, входящих в состав компаундированного топлива, можно рассчитать фракционный состав самого топлива по ИТК, а потом фракционный состав по ИТК перевести в фракционный состав по ГОСТ 2177. Таким образом, алгоритм определения фракционного состава компаундированных топлив будет выглядеть следующим образом:

  1. Перевод фракционного состава исходных компонентов по ГОСТ 2177 в фракционный состав по ИТК;
  2. Дробление на узкие фракции исходных компонентов;
  3. Расчет фракционного состава по ИТК компаундированного топлива на основании данных по содержанию узких фракций и их температурам кипения;
  4. Обратный перевод фракционного состава по ИТК компаундированного топлива в фракционный состав по ГОСТ 2177.b (1)

     ИТК – истинная температура кипения, °С;
    ГОСТ 2177 – температура кипения по ГОСТ 2177, °С:
    a и b – константы.

     Константы для уравнения (1) представлены в табл. 1.

     Таблица 1

    % об.

    a

    b

    Диапазон по ГОСТ 2177, °С

    1

    0

    0,9177

    1,0019

    20-320

    2

    10

    0,5564

    1,0900

    35-305

    3

    30

    0,7617

    1,0425

    50-315

    4

    50

    0,9013

    1,0176

    55-320

    5

    70

    0,8821

    1,0226

    65-330

    6

    90

    0,9552

    1,0110

    75-345

    7

    95

    0,8177

    1,0355

    75-400

    Метод Риази-Дауберта был протестирован на 559 точках, полученных из 80 различных нефтяных фракций. Отклонение рассчитанного значения ИТК от экспериментального значения не превышает 5°С.

     При дроблении исходных компонентов на узкие фракции рекомендуется разбивать на фракции с интервалом кипения не более 5-10°С. Определение фракционного состава по ИТК компаундированного топлива на основании состава по ИТК исходных компонентов осуществляется по правилу аддитивности. То есть для того, чтобы определить какое количество компаундированного топлива выкипает при температуре 100°С, необходимо сложить содержание всех узких фракций в исходных компонентах, которые выкипают до 100°С. Количество точек, для которых определяется фракционный состав по ИТК компаундированного топлива, должно быть не менее 10.

     Как видно из табл. 1, константы a и b в уравнении (1) зависят от доли выкипания нефтепродукта, поэтому для пересчета фракционного состава из ИТК в ГОСТ 2177 необходимо знать значения ИТК для определенных процентов выкипания. При определении фракционного состава по ИТК компаундированного топлива получить все необходимые значения сразу не представляется возможным и чаще всего необходимо использовать один из методов прогнозирования поведения кривой разгонки нефтяных фракций. Более подробно данные методы рассмотрены в статье [3].

    На основании предложенного алгоритма был проведен расчет фракционного состава компаундированных бензинов, сравнение с данными лабораторного контроля [4] и результатами расчета в системе математического моделирования SIMSCI Pro/II.

     Фракционные составы исходных компонентов представлены в таблице 2, рецептуры компаундированных бензинов представлены в таблице 3.

     Таблица 2

    Наименование

    Ед.изм.

    Фракционный состав по ГОСТ 2177

    НК

    5%

    10%

    20%

    30%

    40%

    50%

    60%

    70%

    80%

    90%

    КК

    Легкий алкилат

    °С

    38

    62

    72

    83

    91

    96

    99

    102

    104

    107

    115

    157

    Тяжелый алкилат

    °С

    148

    159

    163

    167

    171

    174

    179

    183

    189

    199

    219

    269

    Риформат

    °С

    47

    76

    89

    107

    118

    126

    132

    138

    144

    151

    161

    201

    Средний риформат

    °С

    107

    111

    111

    111

    111

    112

    112

    113

    114

    116

    122

    158

    Тяжелый риформат

    °С

    156

    163

    164

    166

    168

    171

    173

    177

    181

    188

    199

    252

    Бензин КК №1

    °С

    43

    62

    70

    79

    89

    102

    116

    132

    149

    169

    191

    222

    Бензин КК №2

    °С

    44

    61

    68

    77

    87

    100

    115

    132

    150

    169

    193

    223

    Легкий бензин КК

    °С

    35

    47

    51

    54

    59

    65

    73

    83

    93

    107

    125

    169

    Легкий прямогонный бензин

    °С

    33

    41

    45

    47

    49

    52

    56

    59

    65

    73

    84

    126

    Изомеризат

    °С

    48

    55

    57

    57

    57

    58

    58

    58

    58

    59

    59

    63


      Таблица 3

    Рецептура

    А

    Б

    В

    Г

    Компонент

    % об.

    % об.

    % об.

    % об.

    Бензин КК №1

    0,0

    19,8

    0,0

    3,1

    Бензин КК №2

    0,0

    0,0

    6,3

    0,0

    Легкий бензин КК

    11,2

    30,7

    11,2

    40,4

    Легкий алкилат

    28,0

    0,0

    2,7

    18,3

    Тяжелый алкилат

    3,1

    0,0

    0,0

    0,0

    Риформат

    18,0

    0,0

    24,4

    24,1

    Средний риформат

    8,8

    13,8

    0,0

    0,0

    Тяжелый риформат

    0,0

    22,7

    0,0

    0,0

    Легкий прямогонный бензин

    14,6

    5,9

    20,3

    10,6

    Изомеризат

    9,7

    0,0

    17,2

    0,0

    н-Бутан

    5,4

    6,3

    2,3

    2,9

    МТБЭ

    0,0

    0,0

    15,0

    0,0

    Бензол

    1,1

    0,8

    0,7

    0,6

      
      Результаты расчета фракционного состава по ГОСТ 2177 (ASTM D86) компаундированных бензинов (по методу Эдмистера), а также сравнение с данными лабораторного анализа и результатами расчета в SIMSCI Pro/II представлены на рисунках 1-4.

      На основании представленных результатов можно утверждать следующее:

    • метод Эдмистера для расчета фракционного состава по ГОСТ 2177 компаундированных топлив позволяет рассчитать фракционный состав с высокой степенью точности;
    • точность результатов расчета снижается с увеличением доли индивидуальных веществ (МТБЭ и д.р.) или узких фракций вовлекаемых при производстве моторных топлив (рис. 3).
    По мнению автора, снижение точности результатов расчета при увеличении доли индивидуальных веществ, вовлекаемых в компаундированные топлива, связано с погрешностью методов перерасчета фракционного состава из ИТК в ГОСТ 2177. Данные методы разрабатывались и тестировались на моторных топливах, в состав которых индивидуальные компоненты не вовлекались вовсе или же их доля была незначительна. То есть методы разработаны для кривых ИТК, которые монотонно возрастают и не имеют участков параллельных оси координат. При вовлечении в моторные топлива индивидуальных веществ на кривой ИТК появляются подобные участки, каждый такой участок соответствует температуре кипения индивидуального вещества, а его ширина соответствует его количеству.

      Для увеличения точности расчета необходима доработка существующих или разработка новых методов пересчета фракционного состава ИТК в ГОСТ 2177 для топлив, в состав которых вовлекается значительное количество индивидуальных веществ.

    Рисунок 1 – Рецептура А




    Рисунок 2 – Рецептура Б


    Рисунок 3 – Рецептура В


    Рисунок 4 – Рецептура Г




    Литература:
    Surinder Parkash. Refining Process Handbook – ISBN: 0-7506-7721-X
    Riazi M.R. Characterization and properties of petroleum fractions/ M.R. Riazi – 1 st ed. P. cm.-(ASTM manual series: MNL50)
    Демченко С.С., Ткачев С.М. «Модификация метода Риази для прогнозирования кривых разгонки нефти и нефтяных фракций» — Вестник Полоцкого государственного университета Серия B. Промышленность. Прикладные науки. ISSN 2070-1616 2012, № 11
    Pahl, R. and McNally, M., «Fuel Blending and Analysis for the Auto/Oil Air Quality Improvement Research Program,» SAE Technical Paper 902098, 1990

    Поделиться в соцсетях:

    Mse-Online.Ru : Испаряемость топлива

    Однородные вещества, состоящие из одинаковых мо­лекул, например вода, спирт, глицерин, кипят при стро­го определенной температуре.

    Все нефтяные топлива — сложная смесь углеводоро­дов с различной температурой кипения. Так, дизельное топливо выкипает в интервале температур 170—360°С, а бензин 35—200° С, причем зимние сорта имеют облег­ченный фракционный состав (испаряются при более низ­кой температуре).

    В паспортах, характеризующих качество топлива, ис­паряемость оценивают фракционным составом, сущность определения которого сводится к следующему. Топливо в количестве 100 мл нагревают в специальном приборе, выделяющиеся пары охлаждают, и они конденсируются в жидкость, которую собирают в мерный цилиндр. Во время разгонки записывают температуру начала кипе­ния, а затем выкипания 10, 50, 90% бензина и конца его кипения (для дизельного топлива отмечают только 50- и 96%-ные точки). Эти данные обычно приводят в стан­дартах и паспортах качества.

    По данным фракционного состава можно су­дить о качестве топлива. Авиационный бензин наиболее однороден по составу. Зимние сорта бензина и дизельного топлива имеют более легкий, чем летние, фракционный состав, что облегчает пуск двигателей в холодное время года.

    Летние фракции бензинов называют пусковы­ми, определенное их количество необходимо на периоды пуска и прогрева двигателей. Если хранить бензин в пло­хо закрытых резервуарах и баках, то при испарении рез­ко ухудшаются его пусковые свойства. На летнем бензине в холодное время года за­вести двигатель трудно, а иногда и невозможно. Для нормального пуска холодного двигателя в теплое время года темпе­ратура выкипания 10% бензина не должна пре­вышать 70—80°С. В на­стоящее время выпуска­ют зимний бензин, пуско­вые фракции которого выкипают до 55° С, что позволяет завести двига­тель при температуре до -25° С. При более низкой температуре требуются специальные пусковые топлива и устройства.

    В то же время излишне высокое количество легкоиспаряющихся фракций в топливе нежелательно. В этом случае в дизельных двигателях будет происходить так называемое жесткое сгорание топлива, а в топливопроводах карбюраторных двигателей будут образовы­ваться паровые пробки, что нарушает нормальную работу двигателя (он перегревается, падает мощность, иног­да глохнет и его невозможно завести до тех пор, пока он не остынет). Это очень часто наблюдается при использо­вании зимних сортов бензина летом. Вот почему общее количество легких фракций ограничивается: начало ки­пения бензина не должно быть ниже 35° С,

    Температура выкипания от 10 до 90% характеризует испаряемость основной части топлива, которую называ­ют рабочей фракцией. От нее зависит характер работы двигателя, продолжительность прогрева, возможность быстрого перевода карбюраторного двигателя с одного режима на другой (приемистость). По стандарту рабочая фракция нормируется 50%-ной точкой. Чем она ниже, тем однороднее состав топлива и устойчивее ра­бота двигателя.

    От 90%-ной точки и до конца кипения испаряются тяжелые углеводороды (хвостовая часть). Чем меньше разница температур между этими точками, тем выше качество топлива, его экономичность и меньше степень изнашивания двигателей. Тяжелые углеводороды в топ­ливе нежелательны, так как они испаряются не полнос­тью. Оставаясь в капельно-жидком состоянии, они через зазоры между поршневыми кольцами проникают в кар­тер двигателя, смывают смазку, разжижают масло, что приводит к более интенсивному изнашиванию деталей и повышенному расходу топлива.

    Наиболее важное значение фракционный состав топ­лива имеет для карбюраторных двигателей. Однако и в дизелях от него заметно зависит качество распилива­ния, дымность выхлопа, интенсивность образования на­гара. Если в дизельном топливе много легких углеводо­родов, то повышается жесткость работы. Тяжелое топ­ливо, имеющее высокую температуру кипения, при рас­пиливании образует более крупные капли, при этом ка­чество горючей смеси ухудшается и повышается расход топлива. Выхлопные газы становятся темными, увеличи­вается количество нагара в зоне цилиндропоршневой группы, наблюдается закоксовывание распылителей фор­сунок. Современные мощные дизели могут хорошо рабо­тать только на топливе определенного фракционного со­става.

    На испаряемость топлива оказывают влияние также его вязкость, плотность и некоторые другие физические величины. Так, для бензина нормируют давление насы­щенных паров, которое измеряют в миллиметрах ртутного столба. Для летних сортов бензина во из­бежание образования газовых пробок оно не должно превышать 0,06 МПа (500 мм рт. ст.). Зимние бензины для облегчения пуска двигателя в холодное время года имеют большее давление 0,06—0,09 МПа (500—700 мм рт. ст.).

    С фракционным составом топлива тесно связана тем­пература вспышки, при которой пары нефтепродуктов с воздухом образуют горючую смесь, вспыхивающую при поднесении источника огня. Температура вспышки бен­зина очень низка, его пары легко вспыхивают, даже если бензин налить на снег, поэтому все бензины относятся не только к легковоспламеняющимся, но и к взрываю­щимся жидкостям. Керосины и некоторые сорта дизель­ного топлива также легко воспламеняются: их пары вспыхивают при положительной температуре — соответ­ственно 25—30° С и свыше 35° С.

    Температура застывания (жидкость теряет подвиж­ность) у бензина очень низкая — ниже —40°С, а у керо­сина и дизельного топлива в зависимости от химического состава может быть положительной (0—5°С) или отрицательной (-35 -45° С).

    В стандартах и паспортах качества на бензины вяз­кость, температура вспышки и застывания не нормиру­ются, так как они при всех условиях эксплуатации обес­печивают работу двигателя. Для дизельного топлива эти показатели ограничены.

     

    Фракционная перегонка — Energy Education

    Рис. 1. Схема колонны фракционной перегонки, показывающая, где будут конденсироваться различные фракции. [1] Обратите внимание, что температура внизу выше, поэтому чем длиннее углеродные цепи выпадут внизу, тем более короткие углеродные цепи поднимутся вверх по колонке, пока не достигнут температуры, при которой они станут жидкими.

    Фракционная перегонка — это процесс, с помощью которого нефтеперерабатывающие заводы разделяют сырую нефть на различные, более полезные углеводородные продукты на основе их относительных молекулярных масс в дистилляционной башне.Это первый шаг в переработке сырой нефти, и он считается основным процессом разделения, поскольку он выполняет начальное грубое разделение различных видов топлива. [2] Различные компоненты, которые отделяются во время этого процесса, известны как фракции . Выделяемые фракции включают бензин, дизельное топливо, керосин и битум. [3] Фракционная перегонка позволяет производить множество полезных продуктов из сырой нефти, что имеет множество экологических последствий при использовании этих полезных продуктов!

    Процесс

    Процесс фракционной перегонки довольно прост, но эффективен тем, что разделяет все различные сложные компоненты сырой нефти.Сначала сырая нефть нагревается до испарения и подается на дно дистилляционной башни. Образующийся пар затем поднимается по вертикальной колонне. По мере того, как газы поднимаются через башню, температура снижается. При понижении температуры определенные углеводороды начинают конденсироваться и выходить на разных уровнях. Каждая фракция, которая конденсируется на определенном уровне, содержит молекулы углеводородов с одинаковым числом атомов углерода. [4] Эти «сокращения» точки кипения позволяют отделить несколько углеводородов в одном процессе. [5] Именно это охлаждение с высотой башни позволяет разделение.

    После этой грубой очистки отдельные виды топлива могут подвергаться дополнительной очистке для удаления любых загрязняющих или нежелательных веществ или для улучшения качества топлива за счет крекинга.

    Фракции

    Существует несколько способов классификации полезных фракций, получаемых при перегонке из сырой нефти. Один из основных способов — разделение на три категории: легкие, средние и тяжелые фракции.Более тяжелые компоненты конденсируются при более высоких температурах и удаляются в нижней части колонны. Более легкие фракции могут подниматься выше в колонне, прежде чем они охладятся до температуры конденсации, что позволяет удалить их на несколько более высоких уровнях. [3] Кроме того, фракции обладают следующими свойствами: [5]

    • Легкий дистиллят является одной из наиболее важных фракций, а его продукты имеют температуру кипения около 70-200 ° C.Подходящие углеводороды в этом диапазоне включают бензин, нафту (химическое сырье), керосин, реактивное топливо и парафин. Эти продукты очень летучие, имеют небольшие молекулы, имеют низкие температуры кипения, легко текут и легко воспламеняются. [4]
    • Средний дистиллят — это продукты с температурой кипения 200-350 ° C. Продукция в этом диапазоне включает дизельное топливо и газойль, которые используются при производстве городского газа и для коммерческого отопления.
    • Тяжелый дистиллят — это продукты с самой низкой летучестью и температурой кипения выше 350 ° C.Эти фракции могут быть твердыми или полутвердыми, и, возможно, их необходимо нагреть, чтобы они текли. В этой фракции производится мазут. Эти продукты имеют большие молекулы, низкую летучесть, плохо текут и не воспламеняются. [4]

    Однако есть два основных компонента, которые не учитываются в этих трех категориях. На самом верху башни находятся газы, которые слишком летучие для конденсации, такие как пропан и бутан. Внизу находятся «остатки», содержащие тяжелые смолы, слишком плотные для подъема на башню, включая битум и другие воски.Для дальнейшей перегонки их подвергают паровой или вакуумной перегонке, поскольку они очень полезны. [5]

    Пожалуйста, посмотрите видео ниже из школы плавких предохранителей, чтобы увидеть, как работает фракционная дистилляция.

    Для дальнейшего чтения

    Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

    Список литературы

    1. ↑ Wikimedia Commons. (25 мая 2015 г.). Башня перегонки сырой нефти [Онлайн]. Доступно: http: //upload.wikimedia.org / wikipedia / commons / thumb / 6 / 6e / Crude_Oil_Distillation-en.svg / 260px-Crude_Oil_Distillation-en.svg.png
    2. ↑ Й. Краушаар, Р. Ристинен. (26 мая 2015 г.) Энергетика и окружающая среда, 2-е изд. Хобокен, Нью-Джерси, США: John Wiley & Sons, 2006 г.
    3. 3,0 3,1 Р. Вольфсон. (25 мая 2015 г.) Энергия, окружающая среда и климат , 2-е изд. Нью-Йорк, США: Нортон, 2012, стр. 97-98.
    4. 4,0 4,1 4,2 GCSE Bitesized.(26 мая 2016 г.). Фракционная перегонка [Онлайн]. Доступно: http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/aqa_pre_2011/rocks/fuelsrev3.shtml
    5. 5,0 5,1 5,2 Дж. Бойл, Б. Эверетт, С. Пик, Дж. Рэмидж. (26 мая 2015 г.). Энергетические системы и устойчивость: сила для устойчивого будущего , 2-е изд. Оксфорд, Великобритания: Oxford University Press, 2012.

    Фракционная перегонка — обзор

    Дистилляция

    Жидкая фаза обычно характеризуется фракционной перегонкой и измерением свойств собранных фракций.Дистилляция обычно проводится с использованием колонны с 15 ступенями теоретического равновесия при флегмовом потоке 5 и известна как дистилляция при истинной точке кипения (ТБФ). Стандартный метод полностью описан в ASTM 2892-84 [2].

    Котел загружается жидкостью и нагревается, испаряя его компоненты в соответствии с точками кипения. По мере испарения легких соединений, увеличивая концентрацию более тяжелых фракций в жидкости, температура постепенно повышается.Выпаренные фракции собираются в виде дистиллятов, каждый в пределах температурного диапазона в верхней части колонны.

    Дистилляция начинается при атмосферном давлении, но давление в колонне постепенно понижается для испарения более тяжелых соединений, чтобы избежать высоких температур, которые могут вызвать крекинг углеводородов и, следовательно, изменения состава. Температура дистиллята преобразуется в нормальную точку кипения, то есть при атмосферном давлении, и результаты даются в виде процентного содержания дистиллированного объема по сравнению с нормальной точкой кипения, как показано на рисунке 6.1. Поскольку пластовые углеводородные жидкости обычно содержат очень тяжелые соединения, такие как асфальтены, определенное количество загруженной пробы не выкипит и останется в емкости в виде остатка. Были предложены методы, такие как использование эмпирических корреляций [4], для экстраполяции кривой ТВР на 100% дистиллят. Однако существуют более надежные методы описания остатка по ряду фракций для моделирования фазового поведения, как будет описано в разделе 6.3.

    Рисунок 6.1.Кривая перегонки при истинной точке кипения (ТВР) образца конденсата из Северного моря.

    Жидкая фаза содержит множество компонентов, свойства которых меняются небольшими порциями. Следовательно, фракционирование жидкости на чистые соединения невозможно. Каждая собранная фракция содержит большое количество компонентов с близкими температурами кипения. Фракции обычно собираются в диапазоне температур двух последовательных нормальных алканов, где каждая фракция начинается и заканчивается при температуре кипения нормального C n-1 и нормального C n , соответственно, и обозначается углеродным числом n. .Например, указанная фракция C 9 , нонаны, включает все соединения, собранные в виде дистиллята, в температурном диапазоне точек кипения нормального октана и нормального нонана, как показано на рисунке 6.1. Фракции называются, следовательно, одноуглеродным числом ( SCN) группы. На практике границы выбираются примерно на 0,3-0,7 ° C, в зависимости от дистилляционной установки и фракции, выше нормальных точек кипения алкана, главным образом для противодействия задержке жидкости в аппарате для повышения чистоты.

    Чистота SCN-групп может быть дополнительно улучшена за счет использования более эффективного дистилляционного аппарата. Использование пластинчатого блока теоретического равновесия 90 вместо стандартного пластинчатого блока ASTM 15 становится все более популярным. Даже тогда 5-30% фракции C n может быть легче, чем нормальная фракция C n-1 [5].

    Каждая фракция характеризуется своей молекулярной массой, плотностью и нормальной температурой кипения. Точка кипения берется в среднем объеме, рис. 6.1 Поскольку точки кипения соседних нормальных алканов близки, а извлечение дистиллята почти линейно в диапазоне SCN, температура среднего объема примерно такая же, как среднее арифметическое для точки кипения двух нормальных парафинов на границах.Измеренные свойства используются в некоторых обобщенных корреляциях, раздел 6.2, для определения критических свойств и ацентрических факторов. Остаток обозначается как C n + , например, C 30+ , когда последняя капля дистиллята собирается при температуре кипения nC 29 . При необходимости среднюю температуру кипения остатка можно оценить по корреляциям, приведенным в разделе 6.2.

    Плотность каждого разреза измеряется либо путем взвешивания известного объема жидкости, пикнометрии, либо с помощью более быстрого, но надежного денситометра с колеблющейся трубкой.Последний измеряет период колебаний трубки, заполненной жидкостью, который зависит от ее массы, а значит, и от плотности. Калиброванный прибор должен предоставлять данные о плотности с точностью лучше, чем ± 0,001 г / см 3 .

    Средняя молекулярная масса каждой фракции часто определяется путем измерения депрессии точки замерзания растворителя, например бензола, путем растворения масла в концентрации около 0,15 моль на кг растворителя. Обычно при тщательно проведенном тесте можно ожидать отклонения примерно на 2 единицы молекулярной массы.

    Если дистиллят накапливается в приемнике, а не собирается в виде отдельных фракций, свойства каждой группы SCN не могут быть определены напрямую. В таких случаях методы материального баланса, использующие плотность и молекулярную массу всего дистиллята и кривую дистилляции ТБФ, могут использоваться для оценки концентрации и свойств групп SCN [6].

    Katz и Firoozabadi [7] расширили данные Bergman et al. [8] о средней температуре кипения, молекулярной массе и плотности групп SCN большого количества пластовых флюидов.Их данные, отредактированные Уитсоном [9] для улучшения согласованности заявленных значений молекулярной массы, приведены в Таблице 6.1. Свойства, известные как обобщенные данные об одном углеродном числе, используются, когда данные измерений для конкретной жидкости недоступны. Расчетные критические свойства обобщенных групп SCN с использованием корреляций, описанных в разделе 6.2, приведены в таблице A.2 в приложении A. Хааланд [10], Osjord et al. [11] и Ronningsen et al. [12] также сообщили о средних характеристиках группы SCN для проб нефти и конденсата Северного моря, которые несколько отличаются от приведенных в Таблице 6.1 ..

    Таблица 6.1. Средняя температура кипения, удельный вес, молекулярная масса и характеристический коэффициент Ватсона для групп с одним числом атомов углерода [9].

    11,89 11,89 ,95 12,05 12,09 12,09
    SCN Точка кипения Удельный вес Молекулярный вес Watson Char. Факт.
    K отн. dens, при 288K кг / кгмоль
    C6 337 0,690 84 12.27
    C7 366 0,727 96 11,97
    C8 390 0,749 107 11.86 9017 9017 9017 11,82
    C10 439 0,782 134 11,82
    C11 461 0,793 147 85
    C12 482 0,804 161 11,86
    C13 501 0,815 175 11,84
    C15 539 0,836 206 11,84
    C16 557 0,843 222 11.87
    C17 573 0,851 237 11,87
    C18 586 0,856 251 0,856 251 11,90
    C20 612 0,866 275 11,93
    C21 624 0,871 291 93
    C22 637 0,876 300 11,95
    C23 648 0,881 312 11,96
    C25 671 0,888 337 11,99
    C26 681 0,892 349 12.00
    C27 691 0,896 360 12,00
    C28 701 0,899 372 12.02 12.02 12.02 12.03
    C30 719 0.905 394 12.04
    C31 728 0.909 404 12.04
    C32 737 0,912 415 12,05
    C33 745 0,915 426
    12,07
    C35 760 0,920 445 12,07
    C36 768 0,922 456 12.08
    C37 774 0,925 464 12,07
    C38 782 0,927 475 12.09
    C40 796 0,931 495 12,11
    C41 801 0,933 502 12.11
    C42 807 0,934 512 12,13
    C43 813 0,936 521 12,13 12,13 12,13 12,14
    C45 826 0,940 539 12,14

    Свойства парафинов, нафтенов и ароматических углеводородов, присутствующих в каждой группе SCN, различны.Следовательно, свойства каждого SCN варьируются в зависимости от относительной концентрации входящих в него гомологов. Таблица 6.2. показывает содержание парафинов, нафтенов и ароматических углеводородов (PNA) в стабилизированной в Северном море сырой нефти и их свойства в диапазоне C 6 -C 9 . Обратите внимание, что, например, плотность нафтеновой группы в C 6 выше, чем плотность парафиновой группы в C 9 . Все углеводородные соединения в каждой группе SCN не имеют одинакового количества атомов углерода.Действительно, ароматические углеводороды с тем же числом атомов углерода, что и парафины, появятся в следующей более высокой группе SCN из-за их более низких температур кипения. Например, бензол, толуол и ксилолы считаются группами C 7 , C 8 и C 9 соответственно.

    Таблица 6.2. Содержание парафинов, нафтенов и ароматических углеводородов в одной углеродной группе с числом атомов углерода от C 6 до C 9 типичной нефти Северного моря [11].

    128176
    Компонент Вес% Мол.% Объем% Мол. Вт. Dens. г / см 3
    Парафины гексановой группы 0,647 1,886 0,836 86,2 0,663
    9017 0,017 9017 0,0176 0,750
    Парафины гептановой группы 0,713 1,787 0,889 100,2 0,686
    Нафтаны гептановой группы 0.930 2,682 1,034 87,1 0,769
    Гептановая группа Ароматические углеводороды 0,355 1,140 0,343 Группа 78,1 0,884 1,054 114,2 0,707
    Нафтены октановой группы 1,404 3,435 1,556 102,6 0.772
    Ароматические углеводороды октановой группы 0,958 2,610 0,941 92,1 0,871
    Нонановая группа Парафины 0,739 1,446 Группа Нафтены 0,646 1,331 0,699 122,0 0,792
    Группа ароматических углеводородов нонана 1.042 2,464 1,022 106,2 0,872

    Из-за неравномерного распределения гомологов углеводородов в группах SCN все свойства групп SCN не обязательно должны следовать одной и той же тенденции. На рис. 6.2 показано изменение плотности групп SCN в разных образцах. График ясно показывает, что плотность группы SCN может быть ниже, чем у ее предыдущего соседа. Однако ожидается, что молекулярная масса будет увеличиваться с увеличением числа атомов углерода.

    Рисунок 6.2. Плотности групп SCN проб флюидов из различных коллекторов Северного моря. Huthig-Fachveriage Авторские права.

    Воспроизведено из [11] с разрешения.

    Анализ PNA групп SCN обычно не требуется для моделирования парожидкостного равновесия с использованием уравнений состояния. Однако подробная информация о содержании каждой группы SCN может потребоваться в особых случаях, например, когда образуются две жидкие углеводородные фазы или жидко-твердые углеводороды. Методы, основанные на материальном балансе и эмпирических корреляциях, были предложены [4,13] для оценки содержания ПНК с использованием удельного веса и молекулярной массы каждой фракции.В таких случаях более уместным будет измеренный подробный анализ, а не оценка их на основе корреляций.

    Общая характеристика углеводородных фракций обычно описывается характеристическим коэффициентом Watson или UOP (Universal Oil Products), K w , следующим образом:

    (6.2) Kw≡ (1.8Tb) 13 / S

    где T b — температура кипения в K, а S — удельный вес.

    Для чистых углеводородов приведенное выше определение характеристического коэффициента дает:

    12.5

    Характеризационные факторы обобщенных групп SCN приведены в Таблице 6.1 ..

    Характеризационный фактор для смеси можно оценить с помощью взвешенного правило среднего смешивания,

    (6.3) Kw = ∑i = 1NwiKwi / ∑i = 1Nwi

    , где w i — массовая доля.

    Таким образом, смесь ароматических углеводородов и парафинов может выглядеть как нафтен, оцененный с помощью ее K w .Однако это полезный единственный фактор, описывающий характеристики нефтяных фракций. Более надежный характеристический коэффициент, особенно для сложных жидкостей, может быть получен путем включения третьего физического свойства, такого как вязкость или показатель преломления. Однако эти данные не являются общедоступными для нефтяных фракций. Также были предложены другие характеристические факторы, которые широко не используются [14].

    Характеристический фактор Ватсона может быть связан со свойствами, отличными от точки кипения и удельного веса, с использованием корреляций, приведенных в разделе 6.2. Например, его можно связать с молекулярной массой (M) и удельным весом (S) [9], используя корреляцию Риази-Дауберта, уравнение (6.4),

    (6.4) Kw = 4.5579M0.15178S -0,845773

    Приведенное выше соотношение особенно полезно для последней фракции, называемой плюсовой фракцией, где ее температура кипения неизвестна. Приведенное выше уравнение становится менее надежным при M> 300.

    Вариация K w относительно мала для различных фракций, особенно в большинстве случаев для тяжелых фракций.Следовательно, можно предположить, что это постоянное значение для тяжелых фракций, чтобы оценить внутреннюю согласованность измеренных данных или оценить недостающую информацию, как будет описано в разделе 6.3.

    Влияние фракционного состава твердых компонентов водоугольного топлива на характеристики воспламенения и горения

  5. 1.

    Горлов Е.Г., Хим. Тверь. Топл. (Москва), 2004, вып. 6, стр. 50

    Google ученый

  6. 2.

    Лиштван И.И., Фалюшин П.Л., Смолячкова Е.А., Коврик С.И. Тверь. Топл . (Москва), 2009. 1, стр.3.

    Google ученый

  7. 3.

    Патраков Ю.Ф., Федорова Н.И., Ефремов А.И. Вест. Кузбасс. Гос. Тех. Univ. , 2006, вып. 3, стр. 81.

    Google ученый

  8. 4.

    Овчинников Ю.В., Цепенок А.И., Шихотинов А.В., Татарникова Е.В., Докл. Акад. Наук Высш. Школа РФ , 2011, с. 117.

    Google ученый

  9. 5.

    Архипов В.А., Сидор А.М., Сурков В.Г., Техн. Теплофизика Промислова Теплоэнергетика .2013. №. 5, стр. 39

    Google ученый

  10. 6.

    Делягин Г.Н., Инф. Письмо нет. 1 , Москва: ИГИ, 1962.

    Google ученый

  11. 7.

    Делягин, Г. и Канторович Б.В., Теория и технология процессов переработки топлив, , М .: Недра, 1966, с. 124

    Google ученый

  12. 8.

    Делягин Г.Н. и Канторович Б.В., Сжигание высокообводненного топлива в виде водоугольных суспензий, , М .: Наука, 1967, с. 5.

    Google ученый

  13. 9.

    Делягин Г.Н., Сжигание высокообводненного топлива в виде водоугольной суспензии, , М .: Наука, 1967, с. 45.

    Google ученый

  14. 10.

    Делягин Г.Н. , Сметанников Б.Н., Новые методы сжигания твердых топлив и вопросы теории горения, , М .: Наука, 1969, с.84

    Google ученый

  15. 11.

    Ходаков Г.С., Горлов Е.Г., Головин Г.С., Хим. Тверь. Топл . (Москва), 2006. 4, стр. 22.

    Google ученый

  16. 12.

    Борзов А.И. и Баранова М.П., ​​ Хим. Тверь. Топл . (Москва), 2006. 4, стр. 40.

    Google ученый

  17. 13.

    Ходаков Г.С., Теплоэнергетика , 2007, №2. 1, стр. 35.

    Google ученый

  18. 14.

    Трубецкой К.Н., Зайденварг В.Е., Кондратьев А.С., Теплоэнергетика, , 2008, вып. 5, стр. 49

    Google ученый

  19. 15.

    Чен, X., Чжао, Л., Чжан, X., и Цянь, К., Energy Convers. Управлять. , 2012, т. 62, стр. 70.

    CAS Статья Google ученый

  20. 16.

    Zhao, H., Hou, Y.-B., Liu, H.-F., Tian, ​​X.-S., Xu, J.-L., Li, W.-F., Liu, Y. , Wu, F.-Y., Zhang, J., and Lin, K.-F., J. Non-Newton. Жидкость. , 2014, т. 211, стр. 1.

    CAS Статья Google ученый

  21. 17.

    Tu, Y., Xu, Z., and Wang, W., Powder Technol. , 2015, т. 281, стр. 121.

    CAS Статья Google ученый

  22. 18.

    He, Q., Се, Д., Сюй, Р., Ван, Т., и Ху, Б., Fuel , 2015, т. 159, стр. 40.

    CAS Статья Google ученый

  23. 19.

    Gajewski, W., Kijo-Kleczkowska, A., and Leszczynski, J., Fuel , 2009, vol. 88, стр. 221.

    CAS Статья Google ученый

  24. 20.

    Kijo-Kleczkowska, A., Fuel , 2011, т. 90, стр. 865.

    CAS Статья Google ученый

  25. 21.

    Чжу, Дж., Чжан, Г., Лю, Г., Цюй, К., и Ли, Ю., Fuel Proc. Technol. , 2014, т. 118, стр. 187.

    CAS Статья Google ученый

  26. 22.

    Саломатов В.В., Природоохранные технологии на тепловых и атомных электростанциях, , Новосибирск: Изд. НГТУ, 2006.

    Google ученый

  27. 23.

    Шейндлинн А.Е., Проблема новой энергетики , М .: Наука, 2006.

    Google ученый

  28. 24.

    Ханьялич К., Крол Р. и Лекич А., Устойчивые энергетические технологии: варианты и перспективы , Берлин: Springer, 2008, с. 336.

    Книга Google ученый

  29. 25.

    Вершинина К.Ю., Глушков Д.О., Кузнецов Г.В., Стрижак П.А. // Solid Fuel Chem. , 2016, т. 50, нет. 2, стр. 88.

    CAS Статья Google ученый

  30. 26.

    Глушков Д.О., Стрижак П.А., Вершинина К.Ю., Заявл. Therm. Англ. , 2016, т. 96, стр. 534.

    CAS Статья Google ученый

  31. 27.

    Глушков Д.О., Шабардин Д.П., Стрижак П.А., Вершинина К.Ю., Топлив. Technol. , 2016, т. 143, стр. 60.

    CAS Статья Google ученый

  32. 28.

    Лырщиков С.Ю., Стрижак П.А., Шевырев С.А., Coke Chem. , 2016, т. 59, нет. 7, P. 264.

    Статья Google ученый

  33. 29.

    Бурдуков А.П., Попов В.И., Фалеев В.А., Юсупов Т.С., Ползуновский Вестн. , 2010, вып.1, стр. 93.

    Google ученый

  34. 30.

    Шувалов С.И., Михеев Г.Г., Вестн. ИГЭУ .2007. 2, стр. 1.

    Google ученый

  35. 31.

    Юсупов Т.С. и Бурдуков А.П., Доклады VIII Всерос. конф. «Горение твердого топлива» (Материалы VIII Всероссийской конференции по сжиганию твердого топлива), 2012, с. 112

    Google ученый

  36. 32.

    Бурдуков А.П., Попов В.И., Юсупов Т.С., Чернецкий М.Ю., Ханьялич К., Топливо , 2014, т. 122, стр. 103.

    CAS Статья Google ученый

  37. 33.

    Цепенок А.И., Овчинников Ю.В., Стрижко Ю.В., Луценко С.В., Энергетик . 7, стр. 45.

    Google ученый

  38. 34.

    Дмитриенко М.А., Няшина Г.С., Стрижак П.A., EPJ Web of Conf. , 2016, т. 110.

  39. Определение и примеры фракционной перегонки

    Фракционная перегонка — это процесс, при котором компоненты химической смеси разделяются на разные части (называемые фракциями) в соответствии с их разными температурами кипения. Фракционная перегонка используется для очистки химикатов и разделения смесей с целью получения их компонентов.

    Этот метод используется в лабораториях и в промышленности, где процесс имеет огромное коммерческое значение.Химическая и нефтяная промышленность полагаются на фракционную перегонку.

    Как это работает

    Пары кипящего раствора проходят по высокой колонне, называемой ректификационной колонной. Колонка набита пластиковыми или стеклянными шариками для улучшения разделения за счет увеличения площади поверхности для конденсации и испарения. Температура колонки постепенно снижается по длине. Компоненты с более высокой точкой кипения конденсируются на колонке и возвращаются в раствор; компоненты с более низкой температурой кипения (более летучие) проходят через колонку и собираются в верхней части.

    Теоретически наличие большего количества гранул или пластин улучшает разделение, но добавление пластин также увеличивает время и энергию, необходимые для завершения дистилляции.

    Сырая нефть

    Бензин и многие другие химические вещества производятся из сырой нефти с помощью фракционной перегонки. Сырая нефть нагревается до испарения. Различные фракции конденсируются при определенных диапазонах температур. Химические вещества в определенной фракции представляют собой углеводороды со сравнимым количеством атомов углерода.От горячих до холодных (от самых крупных углеводородов до самых мелких) фракциями могут быть остатки (используемые для производства битума), мазут, дизельное топливо, керосин, нафта, бензин и нефтеперерабатывающий газ.

    Этанол

    Фракционная перегонка не может полностью разделить компоненты смеси этанола и воды, несмотря на разные точки кипения двух химических веществ. Вода закипает при 100 градусах Цельсия, а этанол — при 78,4 градусах Цельсия. Если смесь спирта с водой кипятить, этанол будет концентрироваться в паре, но только до определенной степени, потому что спирт и вода образуют азеотроп.Когда смесь достигает точки, в которой она состоит из 96% этанола и 4% воды, смесь становится более летучей (кипит при 78,2 градуса Цельсия), чем этанол.

    Сравнение простой и фракционной перегонки

    Фракционная перегонка отличается от простой перегонки, потому что фракционная колонна естественным образом разделяет соединения в зависимости от их точек кипения. Выделить химикаты можно с помощью простой перегонки, но при этом требуется тщательный контроль температуры, потому что за один раз можно выделить только одну «фракцию».

    Как узнать, следует ли использовать простую или фракционную перегонку для разделения смеси? Простая дистилляция быстрее, проще и требует меньше энергии, но действительно полезна только тогда, когда существует большая разница между точками кипения желаемых фракций (более 70 градусов по Цельсию). Если разница температур между фракциями небольшая, лучше всего подойдет фракционная перегонка.

    Вот разбивка различий между простой и фракционной перегонкой:

    Простая дистилляция Фракционная перегонка
    Использует Разделение относительно чистых жидкостей с большой разницей температур кипения.Также отделение жидкостей от твердых примесей. Выделение компонентов сложных смесей с небольшой разницей температур кипения.
    Преимущества

    Быстрее

    Требуется меньше энергии

    Более простое и менее дорогое оборудование

    Лучшее разделение жидкостей

    Лучшее очищение жидкостей, содержащих много различных компонентов

    Недостатки

    Используется только для относительно чистых жидкостей

    Требуется большая разница температур кипения компонентов

    Не разделяет фракции так чисто

    Медленнее

    Требуется больше энергии

    Более сложная и дорогая установка

    Смотри: Что такое дробь?

    ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА АВТОМОБИЛЬНОГО БЕНЗИНА ПРИ МОДИФИКАЦИИ ЕГО БИОДЕТАНОЛА В КАВИТАЦИОННОМ ПОЛЕ

    Емельянов, В.Э. (2003). Все о топливе. Автомобильный бензин: свойства, ассортимент, применение. Москва, 79. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01002395737

    Милоцкий В. В., Гянджа С. Н. (2013). Способ повышения антикоковой стоимости газоконденсайшн бензинов. Вестник Сходноукраинского национального университета имени Владимира Даля, 14 (203), 85–88.

    Федоткин И. М., Гулий И. С. (2000). Кавитация: Кавитационная техника и технология, их использование в промышленности.Гл. 2: Теоретические основы производства избыточной энергии, расчет и конструирование кавитационных теплогенераторов. Киев: ОКО, 898. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01000857395

    Сунь, М., Цукер, И., Давенпорт, Д. М., Чжоу, X., Цюй, Дж., Элимелех, М. (2018). Реактивная самоочищающаяся ультрафильтрационная мембрана, функционализированная нанокатализаторами оксихлорида железа. Наука об окружающей среде и технологии, 52 (15), 8674–8683. doi: https://doi.org/10.1021/acs.est.8b01916

    Ван, X., Ван, Дж., Го, П., Го, В., Ван, К. (2009). Разложение родамина B в водном растворе с использованием кавитации, вызванной закрученной струей, в сочетании с h3O2. Журнал опасных материалов, 169 (1-3), 486–491. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.03.122

    Захаров И. И., Иджагбуджи А. А., Целищев А. Б., Лория М. Г., Федотов Р. Н. (2015). Новый путь синтеза метанола: образование метильных радикалов из алканов.Журнал экологической химической инженерии, 3 (1), 405–412. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jece.2014.08.008

    Ивченко В. М., Кулагин В. А., Немчин А. Ф. (1990). Кавитационная технология. Красноярск, 200. Режим доступа: http://research.sfu-kras.ru/publications/publication/251448528-839458427

    Целищев А., Лория М., Носач В. (2016). Исследование кавитационного превращения моторных топлив. Технологический аудит и производственные резервы, 4 (4 (30)), 26–32.DOI: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2016.76528

    Нагиев, Т. М. (2015). Теория когерентных синхронизированных реакций: логика химического вмешательства. Международный журнал химической инженерии и приложений, 6 (5), 293–305. DOI: https://doi.org/10.7763/ijcea.2015.v6.500

    Кравченко О.В., Суворова И.Г., Баранов И.А. (2014). Метод определения эффективности гидрокавитационной обработки в технологиях получения и сжигания композиционных топлив.Журнал машиностроения, 17 (2), 58–62. Доступно на: http://journals.uran.ua/jme/article/view/27201/36465

    Переработка сырой нефти — процесс переработки

    Как сырая нефть перерабатывается в нефтепродукты

    Нефтеперерабатывающие заводы превращают сырую нефть в нефтепродукты для использования в качестве топлива для транспорта, отопления, мощения дорог и производства электроэнергии, а также в качестве сырья для производства химикатов.

    Разделение

    Современная сепарация включает пропускание сырой нефти через горячие печи.Образующиеся жидкости и пары отводятся в дистилляционные установки. Все нефтеперерабатывающие заводы имеют установки атмосферной дистилляции, в то время как более сложные нефтеперерабатывающие заводы могут иметь установки вакуумной дистилляции.

    Внутри дистилляционных установок жидкости и пары разделяются на нефтяные компоненты, называемые фракциями в соответствии с их точками кипения. Тяжелые фракции находятся внизу, а легкие — вверху.

    Самые легкие фракции, в том числе бензин и сжиженные нефтеперерабатывающие газы, испаряются и поднимаются в верхнюю часть дистилляционной колонны, где снова конденсируются в жидкости.

    Жидкости средней массы, включая керосин и дистилляты, остаются в середине дистилляционной колонны.

    Более тяжелые жидкости, называемые газойлем, отделяются внизу в дистилляционной колонне, в то время как самые тяжелые фракции с самыми высокими температурами кипения оседают на дне колонны.

    Преобразование

    После перегонки тяжелые фракции перегонки с более низкой стоимостью могут быть переработаны в более легкие и более ценные продукты, такие как бензин.Здесь фракции из дистилляционных установок преобразуются в потоки (промежуточные компоненты), которые в конечном итоге становятся готовыми продуктами.

    Наиболее широко используемый метод конверсии называется крекингом , потому что он использует тепло, давление, катализаторы и иногда водород для расщепления тяжелых углеводородных молекул на более легкие. Установка крекинга состоит из одного или нескольких высоких, толстостенных реакторов в форме ракеты и сети печей, теплообменников и других сосудов.Комплексные нефтеперерабатывающие заводы могут иметь один или несколько типов крекинг-установок, включая установки каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем и установки гидрокрекинга / гидрокрекинга.

    Крекинг — не единственная форма переработки сырой нефти. В других процессах нефтепереработки молекулы перестраиваются для увеличения ценности, а не для расщепления молекул.

    Ректификационная установка каталитического крекинга

    Источник: Chevron (защищено авторским правом)

    Работники нефтепереработки смотрят на нефтеперерабатывающий завод

    Источник: Chevron (защищено авторским правом)

    При алкилировании, например, компоненты бензина получают путем объединения некоторых газообразных побочных продуктов крекинга.Процесс, который, по сути, представляет собой обратное растрескивание, происходит в серии больших горизонтальных сосудов и высоких тощих башен.

    При риформинге используется тепло, умеренное давление и катализаторы для превращения нафты, легкой, относительно невысокой фракции, в высокооктановые компоненты бензина.

    Лечение

    Последние штрихи выполняются во время окончательной обработки. Чтобы произвести бензин, специалисты нефтеперерабатывающего завода тщательно комбинируют различные потоки от технологических установок.Уровень октана, номинальное давление паров и другие особые факторы определяют смесь бензина.

    Хранилище

    Как поступающая сырая нефть, так и исходящие конечные продукты временно хранятся в больших резервуарах на резервуарном парке рядом с нефтеперерабатывающим заводом. Трубопроводы, поезда и грузовики доставляют готовую продукцию из резервуаров для хранения в другие места по всей стране.

    Последнее обновление: 23 сентября 2020 г.

    Процесс переработки сырой нефти

    Щелкните, чтобы увидеть стенограмму Основы нефтепереработки .

    PRESENTER: Чтобы сырая нефть могла эффективно использоваться современной промышленностью, ее необходимо разделить на составные части и удалить такие примеси, как сера. Наиболее распространенный метод очистки сырой нефти — процесс фракционной перегонки. Это включает нагревание сырой нефти примерно до 350 градусов по Цельсию, чтобы превратить ее в смесь газов. Они соединены трубами в высокий цилиндр, известный как фракционная башня. Внутри башни жидкости с очень длинной углеродной цепью, такие как битум и парафин, отводятся по трубопроводу для разложения в другом месте.Углеводородные газы поднимаются вверх внутри башни, проходя через ряд горизонтальных тарелок и перегородок, называемых колпачками. Температура на каждой тарелке регулируется таким образом, чтобы она соответствовала точной температуре, при которой конкретный углеводород будет конденсироваться в жидкость. На этом и основан процесс дистилляции. Различные углеводороды конденсируются из газового облака, когда температура опускается ниже их точки кипения. Чем выше поднимается газ в башне, тем ниже становится температура.Точные детали различаются на каждом нефтеперерабатывающем заводе и зависят от типа перегоняемой сырой нефти. Но при температуре около 260 градусов дизельное топливо конденсируется из газа. При температуре около 180 градусов керосин конденсируется. Бензин или бензин конденсируется при температуре около 110 градусов, а нефтяной газ отводится сверху. Дистиллированная жидкость с каждого уровня содержит смесь алканов, алкенов и ароматических углеводородов с аналогичными свойствами и требует дальнейшей очистки и обработки для выбора конкретных молекул.Количество фракций, изначально производимых на нефтеперерабатывающем заводе, не соответствует потребностям потребителей. Не существует большого спроса на углеводороды с более длинной цепью и высокомолекулярным весом, но большой спрос на углеводороды с более низким молекулярным весом, например бензин. Процесс, называемый крекингом, используется для получения большего количества углеводородов с более низкой молекулярной массой. Этот процесс разбивает более длинные цепочки на более мелкие. Существует множество различных промышленных вариантов крекинга, но все они основаны на нагревании.При нагревании частицы движутся намного быстрее, и их быстрое движение вызывает разрыв углерод-углеродных связей. Основными формами крекинга являются термический крекинг, каталитический или каталитический крекинг, паровой крекинг и гидрокрекинг. Поскольку они отличаются условиями реакции, продукты каждого типа запуска будут разными. Большинство из них производят смесь насыщенных и ненасыщенных углеводородов. Термическое растрескивание — самый простой и самый старый процесс. Смесь нагревается примерно до 750-900 градусов Цельсия при давлении 700 килопаскалей, то есть примерно в семь раз выше атмосферного.В результате этого процесса образуются алкены, такие как этан и пропан, и остается тяжелый осадок. Самый эффективный процесс создания легких алканов называется каталитическим крекингом. Длинные углеродные связи разрываются при нагревании примерно до 500 градусов Цельсия в бескислородной среде в присутствии цеолита. Это кристаллическое вещество, состоящее из алюминия, кремния и кислорода, действует как катализатор. Катализатор — это вещество, которое ускоряет реакцию или позволяет ей протекать при более низкой температуре, чем обычно требуется.Во время процесса катализатор, обычно в виде порошка, обрабатывается и используется снова и снова. Каталитический крекинг является основным источником углеводородов с 5-10 атомами углерода в цепи. Наиболее образующиеся молекулы — это более мелкие алканы, используемые в бензине, такие как пропан, бутан, пентан, гексан, гептан и октан, компоненты сжиженного нефтяного газа. При гидрокрекинге сырая нефть нагревается при очень высоком давлении, обычно около 5000 кПаскалей, в присутствии водорода с металлическим катализатором, таким как платина, никель или палладий.Этот процесс имеет тенденцию производить насыщенные углеводороды, такие как алканы с более короткой углеродной цепью, потому что он добавляет атом водорода к алканам и ароматическим углеводородам. Это основной источник керосинового топлива для реактивных двигателей, компонентов бензина и сжиженного нефтяного газа. В одном методе термического крекинга с водяным паром углеводород разбавляют паром, а затем ненадолго нагревают в очень горячей печи, около 850 градусов Цельсия, без кислорода. Реакция может происходить очень кратковременно. Легкие углеводороды распадаются на более легкие алкены, включая этан, пропан и бутан, которые используются для производства пластмасс.Более тяжелые углеводороды распадаются на некоторые из них, но также дают продукты, богатые ароматическими углеводородами и углеводородами, подходящими для включения в бензин или дизельное топливо. Более высокая температура крекинга способствует образованию этилена и бензола. В коксовой установке битум нагревается и расщепляется на бензиновые алканы и дизельное топливо, в результате чего остается кокс — сплав углерода и золы. Кокс можно использовать как бездымное топливо. Риформинг включает разложение алканов с прямой цепью на алканы с разветвленной цепью.Алканы с разветвленной цепью с числом атомов углерода от 6 до 10 предпочтительны в качестве автомобильного топлива. Эти алканы легко испаряются в камере сгорания двигателя, не образуя капель, и менее склонны к преждевременному воспламенению, что влияет на работу двигателя. Углеводороды меньшего размера также можно обрабатывать для образования молекул с более длинными углеродными цепями на нефтеперерабатывающем заводе. Это осуществляется в процессе каталитического риформинга. Когда тепло применяется в присутствии платинового катализатора, углеводороды с короткой углеродной цепью могут связываться с образованием ароматических соединений, используемых в производстве химикатов.Побочным продуктом реакции является газообразный водород, который можно использовать для гидрокрекинга. Углеводороды играют важную роль в современном обществе в качестве топлива, растворителей и строительных блоков пластмасс. Сырая нефть перегоняется на основные компоненты. Углеводороды с более длинной углеродной цепью могут быть подвергнуты крекингу, чтобы стать более ценными, углеводороды с более короткой цепью, а молекулы с короткой цепью могут связываться с образованием полезных молекул с более длинной цепью.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *