Октановое число бензина реферат, бензин - Скачать Реферат - Курсовая работа - Kendocity
Рассматривая химические свойства бензина, следует основной упор сделать на то, насколько долго состав углеводородов останется неизменным, поскольку при длительном хранении более легкие соединения испаряются, и эксплуатационные свойства сильно ухудшаются. Крекинг-бензины содержат значительный процент тех компонентов, при смешении которых образуется моторное топливо. Основные токсичные газы, которые присутствуют в выхлопе в заметных количествах -это углеводороды НС или СН , окислы азота NОх и сажа или ее производные в форме черного дыма.
Изучена товарная продукция, сферы ее применения, возможные товары-аналоги.. Определены потребительские свойства бензина автомобильного. При изучении и описании технологии производства бензина автомобильного дана характеристика сырья производства, основных стадий и видов производства, приведена блок-схема производства бензина автомобильного, выявлено влияние технологии, сырья на качество продукции.
Для определения нормируемых показателей качества бензина автомобильного изучены соответствующие стандарты. Изучены вопросы контроля качества бензина автомобильного, правила эксплуатации, транспортирования и хранения готовой продукции. Введение Бензин - продукт переработки нефти представляющий собой горючее с низкими детонационными характеристиками. Бензины предназначены для применения в поршневых двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением от искры.
В качестве горючего бензин был использован только в конце XIX века, когда Г. Даймлер создал бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Бензиновый мотор заменил лошадь в первых автомобилях. Популярность машин быстро росла, поэтому их производство постоянно набирало обороты.
Следствием этого стало увеличение объемов производства бензина. Получаемое при перегонке нефти топливо не могло удовлетворить все возрастающий спрос. Перед нефтеперерабатывающей промышленностью встала серьезная задача - найти дополнительные источники получения бензина.
В г. Это процесс разложение углеводородов нефти на более летучие вещества. Крекинг дает возможность значительно повысить выход бензина из нефти. Способность этого топлива противостоять детонации характеризуют так называемым октановым числом: чем оно выше, тем бензин лучше. Этот параметр определяет сорт бензина. Применение бензина автомобильного в сфере производства или потребления С появлением автомобильного транспорта в начале прошлого столетия необходимость получения бензина возросла, а успехи в области производства химических продуктов потребовали новых сырьевых ресурсов.
Источником сырья становится нефть. Они применяются в различных областях нашей жизни. Бензин автомобильный применяется в качестве топлива для автомашин, а также как растворитель масла, каучука и т. Одна из разновидностей бензина - лигроин тяжелый бензин - используется в качестве горючего для тракторов. Еще один вид топлива - реактивное - используется в авиационных газотурбинных двигателях.
В дизельных двигателях, установленных на тяжелых грузовых автомобилях и небольших судах используется дизельное топливо или газойль.
Керосин - разновидность дизельного топлива, и применяют его как горючее для реактивных двигателей, а также для бытовых нужд. Бензин дорожает, и сегодня его пытаются заменить. И природным газом, и синтезированными газами и жидкостями, например спиртом, который гонят из самого разного сырья: от тростника до апельсиновых корок.
Все эти виды топлива менее опасны для окружающей среды, чем бензин. Основными товарами-аналогами автомобильного бензина можно назвать газ и дизель. У каждого из этих видов топлива есть свои недостатки и преимущества перед бензином, о чем речь пойдет ниже. Бензин в качестве горючего был использован спустя два десятилетия, когда Г. Бензиновый мотор заменил лошадь в первых "самодвижущихся колясках" - автомобилях. Повсеместный рост количества автомобилей потребовал значительного увеличения объемов производства бензина.
О газе как о возможном моторном топливе надолго забыли. Лишь через лет после Барнетта, в конце тридцатых годов прошлого столетия, возродилась мысль о его использовании.
Тогда появились первые газогенераторные автомобили. Газ вырабатывался в топке, а оттуда подавался в двигатель. Исследования опровергли устоявшееся мнение, что использование газа вместо бензина - вынужденная мера.
Газовое топливо сгорает полнее, поэтому концентрация окиси углерода в выхлопе газового двигателя в несколько раз меньше. Автомобиль на бензине выбрасывает в атмосферу сернистый газ, который образуется от сгорания сернистых компонентов топлива, и тетраэтилсвинец.
В природном газе серы, как правило, нет, а поэтому в выхлопах газового двигателя нет ни сернистого газа, ни соединений свинца. В отработанных газах бензинового двигателя из-за неполного сгорания топлива содержится и окись углерода СО - токсичное для человека вещество.
И газовые, и бензиновые автомобили выбрасывают в атмосферу одинаковое количество углеводородов. Для здоровья человека опасны не сами углеводороды, а продукты их окисления. Двигатель, работающий на бензине, выбрасывает сравнительно легко окисляющиеся вещества - этил и этилен, а газовый двигатель - метан, который из всех предельных углеводородов наиболее устойчив к окислению.
Испаряемость - способность переходить из жидкого состояния в газообразное. Автомобильные бензины должны обладать такой испаряемостью, чтобы обеспечивались легкий пуск двигателя особенно зимой , его быстрый прогрев, полное сгорание топлива, а также исключалось образование паровых пробок в топливной системе;.
Давление насыщенных паров - чем выше давление паров при испарении топлива в замкнутом пространстве, тем интенсивнее процесс их конденсации. Стандартом ограничивается верхний предел давления паров летом - до ГПа и зимой - от до ГПа. Бензины с более высоким давлением склонны к образованию паровых пробок, при их использовании снижается наполнение цилиндров и теряется мощность двигателя, увеличиваются потери от испарения при хранении в баках автомобилей и на складах;. Сгорание бензина.
Под "сгоранием" применительно к автомобильным двигателям понимают быструю реакцию взаимодействия углеводородов топлива с кислородом воздуха с выделением значительного количества тепла. Температура паров при горении достигает Такая колонна может иметь от 30 до 60 расположенных с определенным интервалом поддонов и желобов, каждый из которых имеет ванну с жидкостью. Через эту жидкость проходят поднимающиеся пары, которые омываются стекающим вниз конденсатом. При надлежащем регулировании скорости обратного стекания то есть количества дистиллятов, откачиваемых назад в колонну для повторного фракционирования возможно получение бензина наверху колонны, керосина и светлых горючих дистиллятов точно определенных интервалов кипения на последовательно снижающихся уровнях.
Обычно для того, чтобы улучшить дальнейшее разделение, остаток от перегонки из ректификационной колонны подвергают вакуумной дистилляции. Склонность к дополнительному разложению более тяжелых фракций сырых нефтей при нагреве выше определенной температуры привела к очень важному успеху в использовании крекинг-процесса. Когда происходит разложение высококипящих фракций нефти, углерод и углеродные связи разрушаются, водород отрывается от молекул углеводородов и тем самым получается более широкий спектр продуктов по сравнению с составом первоначальной сырой нефти.
Крекинг-процесс позволяет увеличить выход бензина из сырой нефти путем деструкции более тяжелых дистиллятов и остатков, образовавшихся в результате первичной перегонки. Катализатор - это вещество, которое ускоряет протекание химических реакций без изменения сути самих реакций. Каталитическими свойствами обладают многие вещества, включая металлы, их оксиды, различные соли. Процесс Гудри. Исследования Э. Гудри огнеупорных глин как катализаторов привели к созданию в году эффективного катализатора на основе алюмосиликатов для крекинг-процесса.
Среднекипящие дистилляты нефти в этом процессе нагревались и переводились в парообразное состояние; для увеличения скорости реакций расщепления, то есть крекинг-процесса, и изменения характера реакций эти пары пропускались через слой катализатора. Процесс Гудри был первым каталитическим крекинг-процессом, успешно реализованным в промышленных масштабах.
Риформинг - это процесс преобразования линейных и нециклических углеводородов в бензолоподобные ароматические молекулы. Ароматические углеводороды имеют более высокое октановое число, чем молекулы других углеводородов, и поэтому они предпочтительней для производства современного высокооктанового бензина.
Существуют два основных вида риформинга - термический и каталитический. В первом соответствующие фракции первичной перегонки нефти превращаются в высокооктановый бензин только под воздействием высокой температуры; во втором преобразование исходного продукта происходит при одновременном воздействии как высокой температуры, так и катализаторов. Более старый и менее эффективный термический риформинг используется до сих пор, но в развитых странах почти все установки термического риформинга заменены на установки каталитического риформинга.
Если бензин является предпочтительным продуктом, то почти весь риформинг осуществляется на платиновых катализаторах, нанесенных на алюминийоксидный или алюмосиликатный носитель. Реакции, в результате которых при каталитическом риформинге повышается октановое число, включают:.
Кроме крекинга и риформинга существует несколько других важных процессов производства бензина. Первым из них, который стал экономически выгодным в промышленных масштабах, был процесс полимеризации, который позволил получить жидкие бензиновые фракции из олефинов, присутствующих в крекинг-газах.
Полимеризация пропилена - олефина, содержащего три атома углерода, и бутилена - олефина с четырьмя атомами углерода в молекуле дает жидкий продукт, который кипит в тех же пределах, что и бензин, и имеет октановое число от 80 до Нефтеперерабатывающие заводы, использующие процессы полимеризации, обычно работают на фракциях крекинг-газов, содержащих олефины с тремя и четырьмя атомами углерода. В этом процессе изобутан и газообразные олефины реагируют под действием катализаторов и образуют жидкие изопарафины, имеющие октановое число, близкое к таковому у изооктана.
Вместо полимеризации изобутилена в изооктен и затем гидрогенизации его в изооктан, в данном процессе изобутан реагирует с изобутиленом и образуется непосредственно изооктан. Другой важный путь получения высокооктанового сырья для добавления в моторное топливо - это процесс изомеризации с использованием хлорида алюминия и других подобных катализаторов. Изомеризация используется для повышения октанового числа природного бензина и нафтенов с прямолинейными цепями. Улучшение антидетонационных свойств происходит в результате превращения нормальных пентана и гексана в изопентан и изогексан.
Процессы изомеризации приобретают важное значение, особенно в тех странах, где каталитический крекинг с целью повышения выхода бензина проводится в относительно незначительных объемах. При дополнительном этилировании, то есть введении тетраэтилсвинца, изомеры имеют октановые числа от 94 до в настоящее время от этого способа отказались ввиду токсичности образующихся летучих алкилсвинцовых соединений, загрязняющих природную среду.
Давления, используемые в процессах гидрокрекинга, составляют от примерно от 70 атм. Процессы проводят с неподвижными слоями реже в кипящем слое катализатора. Процесс в кипящем слое применяется исключительно для нефтяных остатков - мазута, гудрона.
В других процессах также использовались остаточное топливо, но в основном - высококипящие нефтяные фракции, а кроме того, легкокипящие и среднедистиллятные прямогонные фракции. Катализаторами в этих процессах служат сульфидированные никель-алюминиевые, кобальт-молибден-алюминиевые, вольфрамовые материалы и благородные металлы, такие, как платина и палладий, на алюмосиликатной основе.
Выработка бензина и реактивных топлив может легко изменяться в зависимости от сезонных потребностей. С некоторыми катализаторами установка работает эффективно от двух до трех лет без регенерации. Все бензины отличаются друг от друга, как по составу, так и по свойствам, так как их получают не только как продукт первичной возгонки нефти, но и как продукт попутного газа газовый бензин и тяжелых фракций нефти крекинг-бензин.
Бензины классифицируют по разным основаниям, включая интервалы температур кипения, октановое число, содержание серы:. Крекинг-бензины содержат значительный процент тех компонентов, при смешении которых образуется моторное топливо.
Однако их прямое использование во многих странах законодательно ограничивается, поскольку они содержат заметное количество олефинов, а именно олефины являются одной из главных причин образования фотохимического смога. Крекинг-бензин представляет собой продукт дополнительной переработки нефти. Для увеличения его количества более тяжелые или высококипящие фракции нагревают с целью разрыва больших молекул до размеров молекул, входящих в состав бензина.
Это и называют крекингом. Бензин газовый представляет собой продукт переработки попутного нефтяного газа, содержащий предельные углеводороды с числом атомов углерода не менее трех. Применяется в качестве сырья в нефтехимии, на заводах органического синтеза, а также для компаундирования автомобильного бензина получения бензина с заданными свойствами путем его смешивания с другими бензинами.
Необходимо отметить, что первооткрывателем крекинга и создателем проекта промышленной установки в году был русский инженер В. Этилированные бензины. Это вид бензинов, который получил своё название главным образом из-за входящей в его состав антидетонационной присадки антидетонатора - тетраэтилсвинца ТЭС , служащей для повышения октанового числа в бензинах. Температура кипения ТЭС составляет градусов Цельсия, он растворим в бензине и органических растворителях, чрезвычайно ядовит, относится к первой группе опасности по отравляющему действию.
ТЭС неустойчив - под действием температуры, солнечного света, воды, воздуха разлагается с образованием белого осадка.
ТЭС используют в смеси с так называемыми "выносителями", при сгорании превращающими свинцовые соединения в газообразное состояние. Смесь ТЭС и "выносителя" называется этиловой жидкостью, а бензины, к которым добавлена этиловая жидкость этилированными. Для отличия этилированных бензинов от неэтилированных первые окрашиваются в яркие цвета. Эффективно повышают октановое число бензинов первые 0, мл этиловой жидкости. Способность повышать свое октановое число от прибавления этиловой жидкости зависит от химического состава бензина.
Превышение оптимального количества способствует увеличению нагарообразования и освинцовывания деталей. Образующиеся нагары провоцируют калильное зажигание.
Отработанные газы автомобилей, работающих на этилированном бензине, имеют повышенную токсичность за счет свинцовых соединений. В связи с увеличением доли легкового транспорта в общем объеме автомобильного парка наблюдается заметная тенденция снижения потребности в низкооктановых бензинах и увеличения потребления высокооктановых.
Для приготовления автомобильного бензина используют бензины прямой перегонки, бензины термического крекинга, бензины каталитического крекинга и каталитического риформинга, бензины коксования для низкооктановых бензинов , алкилбензин, изопентан, толуол для высокооктановых бензинов , бутан, бутан-бутиленовую фракцию, пентан-амиленовую фракцию и газовый бензин.
Для повышения детонационной стойкости автомобильного бензина используют антидетонационные присадки, из которых самыми распространенными являются тетраэтилсвинец ТЭС и метилтретбутиловый эфир МТБЭ.
Используется в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Автомобильный бензин изготовляют зимних и летних сортов, которые отличаются давлением насыщенного пара.
Маркируют по октановым числам, замеренным по моторному или исследовательскому методу, или по обоим методам одновременно. Выпускают автомобильный бензин марок А этилированный и неэтилированный, летний и зимний , А этилированный и неэтилированный, летний и зимний , А этилированный и неэтилированный , АИ неэтилированный, летний и зимний , А этилированный и неэтилированный, летний и зимний , АИ этилированный, летний и зимний , АИ «Экстра» неэтилированный летний и АИ неэтилированный, летний и зимний.
Бензины предназначены для применения в поршневых двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением от искры. В зависимости от назначения их разделяют на автомобильные и авиационные. Несмотря на различия в условиях применения автомобильные и авиационные бензины характеризуются в основном общими показателями качества, определяющими их физико-химические и эксплуатационные свойства.
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 и др.
В последние годы экологические свойства топлива выдвигаются на первый план. Так же в состав бензина могут входить примеси - серо-, азот- и кислослородсодержащих соединений. Бензин - это самая легкая фракция из жидких фракций нефти. Эту фракцию получают в числе разных процессов возгонки нефти.
По этому от фракционного состава бензинов зависят легкость и надежность пуска двигателя, полнота сгорания, длительность прогрева, приемистость автомобиля и интенсивность износа деталей двигателя. Фракционный состав бензинов определяется согласно ГОСТа Легкие фракции бензина характеризуют пусковые свойства топлива - чем ниже температура выкипания топлива, тем лучше пусковые свойства. Зимние сорта бензина имеют более легкий чем летние фракционный состав.
Легкие фракции нужны только на период пуска и прогрева двигателя. Основная часть топлива называется рабочей фракцией. От ее испаряемости 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.
Свойства бензинов Бензины - легковоспламеняющиеся бесцветные или слегка желтые при отсутствии специальных добавок жидкости, имеющие плотность кгм?. Бензины имеют высокую летучесть, и температуру вспышки в пределах градусов по Цельсию. Температура кипения бензинов находится в интервале от 30 до C. Температура застывания - ниже минус 60 градусов. При сгорании бензинов образуется вода и углекислый газ. При концентрациях паров в воздухе 70 -- гм3 образуются взрывчатые смеси.
Вязкость в значительной степени зависит от температуры. Стандартом ограничивается верхний предел давления паров летом - до ГПа и зимой - от до ГПа. Под "сгоранием" применительно к автомобильным двигателям понимают быструю реакцию взаимодействия углеводородов топлива с кислородом воздуха с выделением значительного количества тепла. Температура паров при горении достигает К присадкам относятся, антидетонаторы, антиокислители, ингибиторы коррозии и др.
Сырьё для получения бензина Сырьём для получения бензина является нефть. Нефть - это природная жидкая смесь разнообразных углеводородов с небольшим количеством других органических соединений; ценное полезное ископаемое, залегающее часто вместе с газообразными углеводородами попутные газы, природный газ.
Углеводороды - основные компоненты нефти и природного газа. Простейший из них - метан CH4 - является основным компонентом природного газа. Все углеводороды могут быть подразделены на алифатические с открытой молекулярной цепью и циклические, а по степени ненасыщенности углеродных связей - на парафины и циклопарафины, олефины, ацетилены и ароматические углеводороды.
Обычная сырая нефть из скважины - это зеленовато-коричневая легко воспламеняющаяся маслянистая жидкость с резким запахом.
Химически нефти очень различны и изменяются от парафиновых, которые состоят большей частью из парафиновых углеводородов, до нафтеновых или асфальтеновых, которые содержат в основном циклопарафиновые углеводороды; существует много промежуточных или смешанных типов. Парафиновые нефти по сравнению с нафтеновыми или асфальтеновыми обычно содержат больше бензина и меньше серы и являются главным сырьем для получения смазочных масел и парафинов. Нафтеновые типы сырых нефтей, в общем, содержат меньше бензина, но больше серы и мазута, и асфальта.
Такая колонна может иметь от 30 до 60 расположенных с определенным интервалом поддонов и желобов, каждый из которых имеет ванну с жидкостью. Через эту жидкость проходят поднимающиеся пары, которые омываются стекающим вниз конденсатом.
При надлежащем регулировании скорости обратного стекания то есть количества дистиллятов, откачиваемых назад в колонну для повторного фракционирования возможно получение бензина наверху колонны, керосина и светлых горючих дистиллятов точно определенных интервалов кипения на последовательно снижающихся уровнях.
Обычно для того, чтобы улучшить дальнейшее разделение, остаток от перегонки из ректификационной колонны подвергают вакуумной дистилляции. Термический крекинг Склонность к дополнительному разложению более тяжелых фракций сырых нефтей при нагреве выше определенной температуры привела к очень важному успеху в использовании крекинг-процесса.
Когда происходит разложение высококипящих фракций нефти, углерод и углеродные связи разрушаются, водород отрывается от молекул углеводородов и тем самым получается более широкий спектр продуктов по сравнению с составом первоначальной сырой нефти. Крекинг-процесс позволяет увеличить выход бензина из сырой нефти путем деструкции более тяжелых дистиллятов и остатков, образовавшихся в результате первичной перегонки.
Каталитический крекинг Катализатор - это вещество, которое ускоряет протекание химических реакций без изменения сути самих реакций. Каталитическими свойствами обладают многие вещества, включая металлы, их оксиды, различные соли. Процесс Гудри. Исследования Э. Гудри огнеупорных глин как катализаторов привели к созданию в году эффективного катализатора на основе алюмосиликатов для крекинг-процесса.
Среднекипящие дистилляты нефти в этом процессе нагревались и переводились в парообразное состояние; для увеличения скорости реакций расщепления, то есть крекинг-процесса, и изменения характера реакций эти пары пропускались через слой катализатора. Процесс Гудри был первым каталитическим крекинг-процессом, успешно реализованным в промышленных масштабах.
Риформинг Риформинг - это процесс преобразования линейных и нециклических углеводородов в бензолоподобные ароматические молекулы. Ароматические углеводороды имеют более высокое октановое число, чем молекулы других углеводородов, и поэтому они предпочтительней для производства современного высокооктанового бензина. Существуют два основных вида риформинга - термический и каталитический. В первом соответствующие фракции первичной перегонки нефти превращаются в высокооктановый бензин только под воздействием высокой температуры; во втором преобразование исходного продукта происходит при одновременном воздействии как высокой температуры, так и катализаторов.
Более старый и менее эффективный термический риформинг используется до сих пор, но в развитых странах почти все установки термического риформинга заменены на установки каталитического риформинга.
Если бензин является предпочтительным продуктом, то почти весь риформинг осуществляется на платиновых катализаторах, нанесенных на алюминийоксидный или алюмосиликатный носитель. Реакции, в результате которых при каталитическом риформинге повышается октановое число, включают: 1. Полимеризация Кроме крекинга и риформинга существует несколько других важных процессов производства бензина. Первым из них, который стал экономически выгодным в промышленных масштабах, был процесс полимеризации, который позволил получить жидкие бензиновые фракции из олефинов, присутствующих в крекинг-газах.
Полимеризация пропилена - олефина, содержащего три атома углерода, и бутилена - олефина с четырьмя атомами углерода в молекуле дает жидкий продукт, который кипит в тех же пределах, что и бензин, и имеет октановое число от 80 до
