Применение топлив, смазочных материалов и специальных жидкостей - Химия - Скачать бесплатно
аналогично эталонной
смеси. Соединение цетана, в которой (в % масс) равно показатели
цетанового числа. Определение цетанового числа определяется через
определение группового состава, т.к. цетановое число определяется
химическим составом.
Ц.ч. = 0,85*П+0,1Н-0,2А
Ц.ч.=(V20+17,8) *1,5879|d204
V20- кинематическая вязкость
d204- относительная плотность дизельного топлива при 200С, отнесен. к
дист. воде , измерен при 40С.
Дизельный индекс: ДИ = tат *р/100
tат это tанилиновой точки
tат= температура анилиновой точки в фаренгейтах.
0F=9,50C+32
Ц.ч. = 45-60 – наиболее благоприятный показатель для товарных топлив.
Если цетановое число выше этого интервала, то это приводит к высокому
воспламенению, увеличивается дымность отработанных (выхлопных) газов,
повышается расход топлива, неполная сгораемость.
Для летних топлив температура застывания должна быть не ниже –100С.
Если цетановое число завышено, то нужно снизить температуру конца
кипения дизельной фракции.
Если цетановое число высокое, то дизельное топливо выделено из
высокопарафиновой нефти, то производят депарафинизацию.
Если цетановое число у прямогонной дизельной фракции низкое, то
наиболее экономичным является проведение компаундирования из нефтей
различных месторождений, здесь обязательно регламентируется фракционный
состав.
Дизельное топливо выпускают трех марок:
|Фракц состав |Диз топл летние |Диз топл зимнее |Диз топл аркт |
|50% |Не выше 2800С |Не выше 2800С |Не выше 2550С |
|96% |Не выше 3600С |Не выше 3400С |Не выше 3300С |
Облегчение фракционного состава приводит к улучшению испаряемости
топлив и нарастанию давления в цилиндре двигателя.
Повышение температуры конца кипения, т.е. утяжеление фракций приводит:
- к ухудшению низкотемпературных характеристик;
- к увеличению плотности и вязкости.
Низкотемпературные свойства:
| |Диз топливо |Диз топливо |Диз топливо аркт|
| |летнее |зимнее | |
|T-ра заст. 0С |Не выше -100С |Не выше |Не выше -550С |
| | |–35/-450С | |
|Т-ра помутнения |Не выше -50С |Не выше |----- |
| | |–25/-350С | |
|Пред Т-ра | | | |
|фильтруемости | | | |
При температуре помутнения твердые частицы могут забивать форсунки и
затрудняют подачу топлива. Температура помутнения – температура до которой
это топливо может быть использовано, эта температура при которой в топливе
появляются твердые частички парафинов.
Предел фильтруемости определяется, для того чтобы определить интенсивность
увеличения концентраций твердой фазы при охлаждении.
Если используют депрессорные присадки(ПАВ – поверхностно-активные
вещества), то определяют помимо температуры помутнения температуру предела
фильтруемости. Разница этих температур (температуры помутнения и предела
фильтруемости) должна быть не более 100С.
Коэффициент фильтруемости для товарных топлив должен быть не более 3. Он
характеризует содержание механических примесей ( песок и.т.д.)
Характеризует возможность забивания форсунок. Топливо делят на 10 частей и
фильтруют не принудительно, отношения 10 порций к времени фильтрования 1-ой
порции, т.е. засекают время для фильтрования 1-ой и 10-й порции, а
промежуточные пропускают без засекания времени.
Температура вспышки
Летн. Л-0,02-40, где 0,02 содержание серы, 40 – температура вспышки.
Зимн. З-0,1-35
Л-0,02-40 –эколог-е
Л-0,05-40- городское.
Котельные и тяжелые моторные топлива
Мазут топочных –двух марок М-40 и М-100.
Мазут флотский Ф-5, Ф-12.
М-40 и М-100 применяют в стационарных паровых котлах и промышленных печах.
Ф-5 и Ф-12 применяется в судовых энергетических установках в качестве
моторного топлива.
Цифры в маркировке этих топлив обозначают вязкость условную, определенную
при 500С – вязкость основной показатель.
Флотский мазут получают из прямогонных остаточных фракций нефти. Флотский
мазут Ф-5 представляет собой смесь продуктов прямой перегонки нефти т.е.
состоит из 45-55% мазута и соответственно 55-45% дизельной фракции.
Дизельная фракция добавляют для уменьшения вязкости( также могут добавить
до 22% керосино-газойливой фракции в качестве альтернативы). Керосино-
газойливую фракцию получают путем деструктивной (разложением у/в)
переработки нефтяного сырья, как продукт kat или термического крекинга.
Флотский мазут Ф-12 получают из прямогонных фракций выкипающих выше 3500С
и в зависимости от характеристик мазута вовлекается до 30 % дизельной
фракции.
Кинематическая вязкость определяется в системе – для всех светлых
нефтепродуктов.
Вязкость определяют для темных нефтепродуктов- это вязкость условная,
например ВУ50. Аппарат ВУМ ( вязкость условная для мазутов) применяют для
определения вязкости. Никогда темные нефтепродукты не вычисляются по
кинематической вязкости, её могут пересчитать. Определяется в секундах.
Т.е. для Ф-5 не более 5 сек, для Ф-12 не более 12 секунд.
Мазут топочный М-40 получают из остатков прямой перегонки нефти с
вовлечением от 8-15% дизельной фракции. Основа прямогонной фракции выше
3500С.
Мазут М-100 это чистый продукт прямогонной перегонки нефти, выкипающий
выше 3500С и дизельное топливо здесь не добавляют.
Мазут экспортный – смесь 85-90% мазута прямой перегонки и 10-15%
дистилятнных фракций (дизельной или керосиново-газойлевой фракции.
Маркируется М-1,0 (ВУ50?25сек), в маркировке указана содержание серы(1%)
это верхний предел для экспортного мазута.
Основные эксплуатационные характеристики котельных и тяжелых топлив.
Эксплуатационные характеристики определяются поведением топлива в условиях
хранения, транспортировки и эксплуатации. Эти показатели определяются
следующими физико-химическими характеристиками:
1. Вязкость – определяет методы и продолжительность сливно-наливных
операций, условия перевозки и перекачки, гидравлическое сопротивление
при транспортировке по трубопроводам и эффективность работы форсунок.
От вязкости будет зависеть способность отстаивания от воды, чем выше
вязкость, тем труднее отделяется вода. По химическому составу все
темные топлива отличаются наличием твердых парафинов, асфальто-
смолистых веществ. Отдельные и тяжелые моторные топлива – это
структурированные системы. Аномалии вязкости – если провести
термообработку или воздействовать механически, то вязкость,
определенная при одной и той же температуре будет отличаться от
первоначальной.
2. Содержание серы- нормы по содержанию серы определяются
характеристиками нефти, из которой получен мазут.
Для малосернистой нефти до 1%;
Для среднесернистой от 1- 2%
Для высокосернистой до 3,5%.
По природе серы в легких дистиллятах и в темных топливах сера отличается.
В остаточных фракциях сера неактивная: сульфиды, теофены, теофаны.
R R
> SO2 и SO3
S S
Наличие в дымовых газах SO3 повышает температуру начала конденсации
газа(повышает точку росы) в результате чего на поверхностях котлов
конденсируется капли Н2SО4.
Процесс гидрообессеривания подобен гидроочистке, различаются процессы с
применением kat. Эти процессы достаточно непростые как в технологическом
плане, так и недолговечностью kat, т.к. происходит закоксовывание kat.
3. Теплота сгорания- от теплоты сгорания зависит расход топлива,
измеренного кДж/кг, т т.е. это выделение тепла на единицу топлива.
ГОСТом нормируется низшая теплота сгорания – это теплота сгорания, не
учитывающая расход тепла на конденсацию паров воды.
Высшая теплота сгорания – это теплота сгорания, учитывающая затраты тепла
на конденсацию воды.
Теплота сгорания зависит от химического состава и от соотношения углерод-
водород. Кроме того, низшая теплота сгорания зависит от содержания
сернистых соединений. Для топлив высокосернистых он ниже, чем
малосернистых.
Для котельных топлив низшая теплота сгорания Qн=39900-41580 дж/кг,
при р=940-970 кг/м3
4. Температура застывания – характеризует условия хранения, слива и
перекачки. Зависит от качества перерабатываемой нефти и от способа
получения топлива. Для топочных мазутов М-40 и М-100 температура
застывания должна быть до +250С .
Для Ф-5 не выше –50С, для Ф-12 не выше –80С, для экспортного до 100С.
Температура застывания – это показатель нестабильный, при длительном
хранении повышается на 4-150С. Это явление обусловлено взаимодействием
асфальто-смолистых веществ и твердых парафинов. Это явление называется
регрессия мазута.
Асфальто-смолистые вещества являются ПАВ, т.е. способны
концентрироваться на границе раздела фаз между присутствующими твердыми
парафинами, которые образуют кристаллическую систему, которая способна
с течением времени отлагаться в резервуарах при хранении. При проведении
термообработки топлива при температуре 40-700С температура застывания
повышается в зависимости от смолистости нефти на 10-15 пунктов, при
термообработке при 90-1000С температура застывания резко понижается в
зависимости от скорости охлаждения. Температура застывания зависит от
температуры застывания самой дистиллятной фракции. Для понижения
температуры застывания используют депрессорные присадки. Для мазутов,
кроме М-100 используют присадки синтезированные на основе сополимера
этилена и винилацетата. Чем больше доля н-парафинов с большой
молекулярной массой, тем ниже эффективность используемых депрессорных
присадок.
5. Температура вспышки для флотских мазутов определяют в закрытом тигле (
не ниже 75-800С), для котельных топлив определяют в открытом тигле (не
ниже 90-1000С).
6. Содержание примесей – содержание примесей воды, механических примесей,
определения зольности. Показатель зольности характеризует содержание в
топливе солей металла.
Газовые топлива
Газы горючие природные коммунально-бытового потребления.
На эти газы не нормируется у/в состав, связано с различием состава.
Низшая теплота сгорания ГОСТ- 5542-87, ОСТ 51.40-93
|Qн?31,8 МДж/м3 |Qн2s?7 мг/м3 |
|Qн2s?20 мг/м3 |Q Rsн?16 мг/м3 |
В соответствии с ОСТом 51.40-93
СRSH ?36 мг/м3
О2, % об?(не более)1.
Механических примесей ? 0,001 г/м3
Точка росы – это максимальная температура, при которой при заданном составе
газа и давления конденсируется первая капля влаги или у/в. Поэтому
нормируют две точки росы (по влаге и по у/в).
Точка росы – это показатель, характеризующий способность газа в процессе
транспортировки оставаться в однофазном состоянии:
| |Умеренная климатическая |Холодная климатическая |
| |зона |зона. |
| |Лето |Зима |Лето |Зима |
|По влаге |-3 |-5 |-10 |-20 |
|0С | | | | |
|По у/в 0С |0 |0 |-5 |-10 |
Если содержание С5 и выше не превышает 1 г/м3, то точка росы не
нормируется.
Если у/в используются как моторные топлива, то здесь уже вводятся
дополнительные характеристики учитывающие у/в состав продукта.
|Состав, % масс |ПА(пропан автомобильный |ПБА(пропан-бутан |
|Сжиженных газов | |автомобильный) |
|С3Н8(пропан) |90±10% |50±10% |
|S С1-С2 |Не нормируется |Не нормируется |
|S С4 |Не нормируется |Не нормируется |
|S непредельных у/в |Не более 6% |Не более 6% |
|Давление насыщенных | | |
|паров при различных | | |
|температурах, Мпа: | | |
|450С |Не более 1,6 |Не более 1,6 |
|-200С |Не нормируется |Не менее 0,07 |
|-400С |Не менее 0,07 |Не нормируется |
|S,% масс |Не более 0,01 |Не более 0,01 |
|H2S, % масс |Не более 0,003 |Не более 0,003 |
|Использовать до |До -350С |До -400С |
|температуры0С | | |
|Показатели |Бензины|Дизельно|Этано|Сжиженны|Природны|Природный |Метано|
| | |е |л |й |й сжатый|газ |л |
| | |топливо | |нефтяной|газ |сжиженный | |
| | | | |газ | | | |
|Т кипения 0С |35-195 |180-360 |78 | -42 |-162 |-162 |64,7 |
|Т застывавания |-60ч-80|-10ч-60 |-114 |-187 |-182 |-182 |-97,8 |
|0С | | | | | | | |
|Р насыщенных |65-92 |0,3-0,35|17,0 |160 |-- |-- |12,6 |
|паров при 380С,| | | | | | | |
|МПА | | | | | | | |
|Теплота |3524-35|3405-341|3680 |3520 |3125 |3125 |3632 |
|сгорания |53 |8 | | | | | |
|стехиометрическ| | | | | | | |
|ой смеси | | | | | | | |
|Октановое |66-88 |-- |92 |90-94 |100-105 |100-105 |90 |
|число: | | | | | | | |
|Моторный метод | | | | | | | |
|Исследовательск|76-98 |-- |108 |93-113 |110-115 |110-115 |106 |
|ий метод | | | | | | | |
|Цетановое число|8-14 |45-60 |8 |18-22 |-- |-- |3 |
|Условия |Норм. |Норм. |Норм.|1,6 МПа |20-40 |-1650С |Норм. |
|хранения |условия|условия |усл-я| |МПа | |усл-я |
Нефтяные растворители
Нефтяные растворители используются в различных отраслях промышленности, для
растворения и экстракции органических соединений. Основные потребители:
лакокрасочные, резиновые, маслоэкстракционные производства.
В качестве нефтяных растворителей используются узкие прямогонные фракции
или фракции выделенные из продуктов вторичной переработки.
Все растворители подразделяют на:
- низкокипящие(бензиновые растворители) – узкие фракции, выкипающие до
температуры не выше 1500С.
- высококипящие - выкипающие до температуры выше 1500С.
Классификация нефтяных растворителей определяется с учетом группового
состава:
П- парафинов(н-алканов) более 50%;
И - изопарафиновые растворители более 50%;
Н - нафтеновые более 50% ;
А - ароматические более 50%;
С - смешанные не более 50%.
Нефтяные растворители подразделяются на подгруппы.
Подгруппа – содержание ароматических у/в. максимально
0. менее 0,1
1. 0,1-0,5
2. 0,5-2,5
3. 2,5-5,0
4. 5,0-25
5. 25-50
Маркировка
Нефрас С-4 155/200(уайт спирит)
С-4, где С - группа, а 4 – подгруппа, 200- предел выкипания.
Применяется в лакокрасочной промышленности.
Подгруппа 4 – выделенная из прямогонного малосернистого бензина.
Нефрас С-3 80/120 – прямогонная фракция выделенная из малосернистого
бензина.
(БР-1)
С-2 80/120 (Бр-2) взаимозаменяемые растворители.
Нефрас С-3 70/85 (бензин экстракционный)
Используется для экстракци(извлечения) масел. Узкая фракция, выделенная из
Д-ароматизированного бензина риформинга.
Нефрас А-63/75 и А-65/75 бензин для промышленно-технических целей, узкая
фракция, выделенная из бензина риформинга, используется в производстве
этилена, синтетического каучука, в пищевой промышленности, для экстракции
жиров.
Ароматические растворители(бензол технический и нефтяной, толуол
технический и нефтяной). Бензол нефтяной высшей очистки 99,95% и с
содержанием серы не более 0,00001%
Бензол технический 99,8%,и с содержанием серы не более 0,0002%.
Нефтяные или минеральные масла и смазки
Товарные масла – это узкие фракции с интервалом температур выкипания 50-
800С, выделенные из мазута и прошедшие последовательную очистку от
асфальто-смолистых веществ, твердых парафинов и нафтенов, а также
гидроочистку. Это базовые масла, к ним добавляют присадки, иногда
загустители. Для получения требуемых характеристик могут смешиваться 2 или
3 базовых масла.
Основные характеристики: физико-химические
и эксплуатационные характеристики масел.
Индекс вязкости – основной показатель, который характеризует вязкостно-
температурные свойства масел, т.е. изменение вязкости с изменением
температуры. Определяет возможность использования масел в определенном
температурном интервале.
Нефтяные масла выпускаются в следующих назначениях:
- консервационные;
- электроизоляционные;
- вакуумные;
- гидравлические;
- технологические;
- медицинские и парфюмерные;
- смазочные;
- индустриальные;
- трансмиссионные;
- газотурбинные;
- компрессорные;
- приборные;
- моторные.
Номограмма Дина и Девиса
? 50 c Cт
60
40
80
|
