Библиографическое описание:

Гайбуллаев С. А., Тураев М. М. Октаноповышающие компоненты бензинов и их свойств // Молодой ученый. — 2016. — №3. — С. 349-351.



 

Бензины являются одним из основных видов горючего для двигателей современной техники. Автомобильные и мотоциклетные, лодочные и авиационные поршневые двигатели потребляют бензины. В настоящее время производство бензинов является одним из главных в нефтеперерабатывающей промышленности и в значительной мере определяющим развитие этой отрасли.

Ассортимент и качество вырабатываемых автомобильных бензинов определяются структурой автомобильного парка, техническими возможностями нефтепереработки и нефтехимии, а также экологическими требованиями.

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.

Увеличение количества автомобилей проводит к возрастанию токсичных выбросов в окружающую среду, что обусловливает необходимость ужесточение норм на выбросы и требований к качеству моторных топлив. Огромное количество загрязняющих веществ, образующихся при сжигании автомобильных бензинов, обусловливает тот факт, что среди всех требований, предъявляемых к бензинам, на первое место выдвигаются экологические.

Загрязнение окружающей среды, связанное с применением бензинов, может происходить на этапах транспортирования, заправки и др. (испарение, утечки и пр.). Однако основным источником загрязнения являются отработавшие газы. В их составе содержится более 300 соединений, наносящих вред окружающей среде и здоровью человека.

Среди продуктов сгорания неэтилированных бензинов наибольшую опасность представляют оксид и диоксид углерода, оксиды азота, оксиды серы, углеводороды и твердые частицы.

Токсичность неэтилированных бензинов и продуктов их сгорания в основном определяется содержанием в них ароматических углеводородов, особенно бензола, олефиновых углеводородов и серы. Ароматические углеводороды более токсичны по сравнению с парафиновыми углеводородами. Если парафины в соответствии с ГОСТ 12.1.005–88 относятся к 4-му классу опасности, то бензол относится ко 2-му классу, а толуол — к 3-му. При их сгорании образуются полициклические ароматические углеводороды (бензпирены), обладающие канцерогенными свойствами. Чем выше содержание ароматических углеводородов в бензине, тем выше температура его сгорания и содержание оксидов азота в отработавших газах. Высокое содержание серы в бензине увеличивает выбросы оксидов серы, которые губительно действуют на здоровье человека, животный и растительный мир, конструкционные материалы. При использовании бензинов с кислородсодержащими добавками содержание токсичных продуктов в отработавших газах несколько снижается. Состав отработавших газов двигателя внутреннего сгорания приведено на таблице 1.

 

Таблица 1.

Компоненты

Содержание в отработавших газах, % об.

Количество, кг/т топливо

Азот

74–77

Кислород

0,3–0,8

Вода

3,55

Диоксид углерода

5–12

Оксид углерода

1–10

225

Оксиды азота

0,1–0,5

55

Оксиды серы

0–0,0012

1,5–2,0

Углеводороды

0,01–1,0

20

Альдегиды

0–0,2

0,8–1,0

Сажа, г/м3

0–0,04

1,0–1,5

Бенз–α–пирен, г/м3

до 0,00002

 

Надежная, эффективная и экономическая работа любого карбюраторного двигателя будет обеспечена только в том случае, если бензин удовлетворяет следующим требованиям:

                   имеет высокие карбюрационные свойства, т. е. образует такую горючую смесь, которая обеспечивает легкий пуск двигателя и устойчивую работу при всех возможных режимах;

                   не вызывает детонации двигателя, т. е. имеет достаточную детонационную стойкость;

                   обеспечивает полное сгорание, не вызывает смоло- и нагарообразования на деталях двигателя;

                   обладает высокой стабильностью, т. е. при длительном хранении состав и свойства остаются без существенных изменений;

                   при хранении не вызывает коррозии металла резервуаров, баков, трубо- и топливопроводов, а при его сгорании — деталей двигателей от действия продуктов сгорания (имеет высокие антикоррозионные свойства);

                   теплота сгорания горючей смеси должна быть, возможно, более высокой.

Для улучшения эксплуатационного свойства бензина называемого детонационной стойкостью им прибавляют октаноповышаюшие присадки или добавляют высокооктановая добавка.

К высокооктановым компонентам относят ароматические углеводороды, алкилбензин и оксигенаты.

Оксигенаты (кислородсодержащие добавки (спирты, простые и сложные эфиры)) — одного из самых высокооктановых компонентов для моторных топлив. Эти добавки, наряду с повышением октанового числа бензинов, способствуют снижению содержания токсичных углеводородов и монооксида углерода в выхлопных газах.

Основные структурные формулы эфиров и их свойства приведены в табл. 2.

 

Таблица 2

Свойства некоторых эфиров

Название эфира

Формула

Очи

ОЧм

ОЧср

t кипения, 0С

МТБЭ

118

110

109

55

ЭТБЭ

118

102

110

70

МТАЭ

111

98

104,5

87

ДИПЭ

110

99

104,5

69

 

Оксигенаты все больше используются как компоненты бензинов, так как они позволяют:

                   понизить точку выкипания 50 % (об.) бензина и улучшить его испаряемость на переходных режимах;

                   повысить ОЧ смеси без добавки ТЭС;

                   сократить содержание СО в выхлопных газах за счет более полного сгорания ТВС благодаря наличию химически связанного кислорода в эфире -примерно 16–18 % (мас.) от молекулярной массы.

Наименьшие износ деталей и расход топлива будут при температуре охлаждающей жидкости 85–90 0С. При снижении температуры на 20 0С в результате ухудшения процесса сгорания расход бензина увеличивается на 5–10 %, при низком тепловом режиме (30–40 0С) перерасход достигает 30–40 %. Для поддержания теплового режима нужно следить за состоянием системы охлаждения двигателя, так как при накоплении накипи повышается температура деталей цилиндропоршневой группы. При толщине накипи в 1 мм расход топлива возрастает примерно на 8 %.

Экономичность работы тесно связана с уровнем бензина в поплавковой камере, герметичностью клапанов, правильностью установки угла опережения момента зажигания. Большие значение имеет регулировка распределительного механизма: слишком ранее или позднее открытие клапанов вызывает падение мощности и увеличение расхода. Для его снижения нужно тщательно следить за исправностью двигателя, используя средства диагностики, вовремя проводить техническое обслуживание.

 

Литература:

 

  1.              А. А. Гуреев, В. С. Азев. Автомобильные бензины. Свойства и примениние. Москва.: «Нефть и газ» 1996 г., 443ст.
  2.              Под редакцией д. т.н., В. А. Проскурякова. Химия нефти и газа. Л.: Химия 1995 г. 360 ст.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle