БЕНЗИН

 

 Бензи́н — горючая смесь светлых углеводородов с температурой кипения от 33 до 205 °C (в зависимости от примесей). Плотность около 0,75 г/см³. Теплотворная способность примерно 10 200 ккал/кг (46 МДж/кг, 34,5 МДж/литр). Температура замерзания -71 °C в случае использования специальных присадок.

Получение

 Бензин получают путем ректификации и отбора фракций нефти, выкипающих в определенных температурных пределах; до 100 °C — бензин I сорта, до 110 °C — бензин специальный, до 130 °C — бензин II сорта.

Повысить качество автомобильных бензинов можно за счет следующих мероприятий:

  • отказа от применения в составе бензинов соединений свинца;
  • снижения содержания в бензине серы до 0,05 %, а в перспективе до 0,003 %;
  • снижения содержания в бензине ароматических углеводородов до 45 %, а в перспективе до 35 %;
  • нормирования концентрации фактических смол в бензинах на месте применения на уровне не более 5 мг на 100 см³;
  • деления бензинов по фракционному составу и давлению насыщенных паров на 8 классов с учетом сезона эксплуатации автомобилей и температуры окружающей среды, характерной для конкретной климатической зоны. Наличие классов позволяет выпускать бензин со свойствами, оптимальными для реальных температур окружающего воздуха, что обеспечивает работу двигателей без образования паровых пробок при температурах воздуха до +60 °С, а также гарантирует высокую испаряемость бензинов и легкий пуск двигателя при температурах ниже −35 °С;
  • введения моющих присадок, не допускающих загрязнения и осмоления деталей топливной аппаратуры. Наиболее массовые отечественные бензины А-76, АИ-93 (ГОСТ 2084-77) и АИ-92 (ТУ 38.001165-97) не отвечают указанным требованиям по содержанию свинца (для этилированных бензинов), массовой доли серы, отсутствию регламентации содержания бензола и моющих присадок.

 В конце XIX века единственным способом применения бензина было использование его в качестве антисептического средства и топлива для примусов. В основном из нефти отгоняли только керосин, а всё остальное утилизировали. После появления двигателя внутреннего сгорания, работающего по циклу Отто, бензин стал одним из главных продуктов нефтепереработки. Однако по мере распространения дизельных двигателей на первый план стало выходить дизельное топливо, благодаря более высокому КПД. 

Автомобильные бензины:

В России автомобильные бензины выпускаются по ГОСТ 2084-77, ГОСТ Р 51105-97 и ГОСТ Р 51866-2002.

Автомобильные бензины подразделяются на летние и зимние (в зимних бензинах содержится больше низкокипящих углеводородов).

Основные марки автомобильных бензинов ГОСТ Р 51105-97:

  • Нормаль-80 — с октановым числом по исследовательскому методу не менее 80;
  • Регуляр-92 — с октановым числом по исследовательскому методу не менее 92;
  • Премиум-95 — с октановым числом по исследовательскому методу не менее 95;
  • Супер-98 — с октановым числом по исследовательскому методу не менее 98.

 

ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО 

 

 Ди́зельное то́пливо (устар. соляр, разг. солярка, соляра, соляриум) — жидкий продукт, использующийся как топливо в дизельном двигателе внутреннего сгорания. Обычно под этим термином понимают топливо, получающееся из керосиново-газойлевых фракций прямой перегонки нефти. 

Применение

 Основные потребители дизельного топлива — железнодорожный транспорт, грузовой автотранспорт, водный транспорт, военная техника, сельскохозяйственная техника, а также в последнее время и легковой дизельный автотранспорт. Кроме дизельных двигателей, остаточное дизельное топливо (соляровое масло) зачастую используется в качестве котельного топлива, для пропитывания кож, в смазочно-охлаждающих средствах и закалочных жидкостях, при механической и термической обработке металлов.

Основные характеристики топлива

 Различают дистиллятное маловязкое — для быстроходных, и высоковязкое, остаточное, для тихоходных (тракторных, судовых, стационарных и др.) двигателей. Дистиллятное состоит из гидроочищенных керосино-газойлевых фракций прямой перегонки и до 1/5 из газойлей каткрекинга и коксования. Вязкое топливо для тихоходных двигателей является смесью мазутов с керосиново-газойлевыми фракциями. Теплота сгорания дизельного топлива в среднем составляет 42624 кДж/кг (10180 ккал/кг). Плотность около 0,795 кКл/кг.

Вязкость и содержание воды

 Различают так называемое зимнее и летнее дизельное топливо. Основное отличие в температуре предельной фильтруемости (ASTM D 6371) и температурах помутнения и застывания (ASTM D97, ASTM D2500), указанной в стандартах на это топливо. Производство зимнего топлива обходится дороже, но без предварительного подогрева невозможно использовать летнее топливо при −10 °C, например. Ещё одной проблемой является повышенное содержание воды в дизельном топливе. Вода отслаивается при хранении дизтоплива и собирается внизу, так как плотность дизтоплива меньше 1 кг/л. Водяная пробка в магистрали полностью блокирует работу двигателя. Требования межгосударственного стандарта ГОСТ 305-82 «Топливо дизельное. Технические условия» регламентируют кинематическую вязкость при 20 °C для летних сортов в пределах 3,0÷6,0 сСт, для зимних сортов 1,8÷5,0 сСт, для арктических 1,5÷4,0 сСт. Этот стандарт требует также отсутствия воды во всех марках топлива.

Воспламеняемость

 Основной показатель дизельного топлива — это цетановое число (Л-45). Цетановое число характеризует способность топлива к воспламенению в камере сгорания и равно объёмному содержанию цетана в смеси с α-метилнафталином, которое в стандартных условиях ASTM D613 имеет одинаковую воспламеняемость по сравнению с исследованным топливом. Температура вспышки, определённая по ASTM D93, для дизельного топлива должна быть не выше 70 °C. Температура перегонки, определённая по ASTM D86, для дизельного топлива не должна быть ниже 200 и выше 350 °C.

Содержание серы

 В последнее время в рамках борьбы за экологию жёстко нормировано содержание серы в дизельном топливе. Под серой здесь понимается содержание сернистых соединений — меркаптанов (R-SH), сульфидов (R-S-R), дисульфидов (R-S-S-R), тиофенов, тиофанов и др., а не элементарная сера как таковая; R — углеводородный радикал. Содержание серы в нефти находится в пределах от 0,15 % (легкие нефти Сибири), 1,5 % (нефть Urals) до 5—7 % (тяжёлые битуминозные нефти); допустимое содержание в некоторых остаточных топливах — до 3 %, в судовом топливе — до 1 %, а по последним нормативам Европы и штата Калифорния допустимое содержание серы в дизельном топливе - не более 0,001 % (10 ppm). Понижение содержания серы в ДТ, как правило, приводит к уменьшению его смазывающих свойств, поэтому для ДТ с ультранизким содержанием серы обязательным условием является наличие смазывающих присадок.

Порядковый номер согласно принятой ООН системе: 1202, класс — 3.

Физические свойства

 Летнее дизельное топливо: Плотность: не более 860 кг/м³. Температура вспышки: 55 °C. Температура застывания: −5 °C. Получается смешением прямогонных,гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций с температурой выкипания 180-360 градусов Цельсия. Рост температуры конца выкипания приводит к усиленному закоксовыванию форсунок и дымности.

 Зимнее дизельное топливо: Плотность: не более 840 кг/м³. Температура вспышки: 55 °C. Температура застывания: −35 °C. Получается смешением прямогонных,гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций с температурой выкипания 180-340 °C. Также зимнее дизельное топливо получается из летнего дизельного топлива добавлением депрессорной присадки, которая снижает температуру застывания топлива, однако слабо меняет температуру предельной фильтруемости. Кустарным способом в летнее дизельное топливо добавляют до 20 % керосина ТС-1 или КО, при этом эксплуатационные свойства практически не меняются.

 Арктическое дизельное топливо: Плотность: не более 830 кг/м³. Температура вспышки: 25 °C. Температура застывания: −50 °C. Получается смешением прямогонных, гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций с температурой выкипания 180-320 градусов Цельсия. Пределы кипения арктического топлива примерно соответствуют пределам выкипания керосиновых фракций, поэтому данное топливо — по сути утяжеленный керосин. Однако чистый керосин имеет низкое цетановое число 35-40 и недостаточные смазывающие свойства (сильный износ ТНВД). Для устранения данных проблем в арктическое топливо добавляют цетаноповышающие присадки и минеральное моторное масло для улучшения смазывающих свойств. Более дорогой способ получения арктического дизельного топлива — депарафинизация летнего дизельного топлива.

 

ТОПЛИВО ПЕЧНОЕ БЫТОВОЕ СВЕТЛОЕ (ТПБ)

 

  Основной показатель топлива — теплотворная способность (теплота сгорания). Для целей сравнения видов топлива введено понятие условного топлива (теплота сгорания одного килограмма «условного топлива» (у.т.) составляет 29,3 МДж или 7000 ккал — что соответствует низшей теплотворной способности чистого антрацита).

 Печное бытовое топливо предназначено для сжигания в отопительных установках небольшой мощности, расположенных непосредственно в жилых помещениях, а также в теплогенераторах средней мощности, используемых в сельском хозяйстве для приготовления кормов, сушки зерна, фруктов, консервирования и других целей.

 Стандарт на котельное топливо — ГОСТ 10585-99 предусматривает выпуск четырёх его марок: флотских мазутов Ф-5 и Ф-12, которые по вязкости классифицируются как лёгкие топлива, топочных мазутов марки 40 — как среднее и марки 100 — тяжёлое топливо. Цифры указывают ориентировочную вязкость соответствующих марок мазутов при 50 °C.

 Печное топливо тёмное вырабатывается из дизельных фракций прямой перегонки и вторичного происхождения — дистиллятов термического, каталитического крекинга и коксования.

 По фракционному составу печное топливо может быть несколько тяжелее дизельного топлива по ГОСТ 305-82 (до 360 °C перегоняется до 90 процентов вместо 96 процентов, вязкость печного топлива до 8,0 мм2/с при 20 °C против 3,0-6,0 мм2/с дизельного).

 При изготовлении печного топлива не нормируются цетановое и йодное числа, температура помутнения. При переработке сернистых нефтей массовая доля серы в топливе — до 1,1 процента.

 Для улучшения низкотемпературных свойств печного топлива в промышленности применяют депрессорные присадки, синтезированные на основе сополимера этилена с винилацетатом.

 

Характеристики: 

  • 10 процентов перегоняется при температуре, С, не ниже 160;
  • 90 процентов перегоняется при температуре, C, не выше 360;
  • кинематическая вязкость при 20 °C, мм2/с, не более 8,0;
  • температура вспышки в закрытом тигле, С, не ниже 45;
  • массовая доля серы, процентов, не более: в малосернистом топливе 0,5, в сернистом топливе 1,1;
  • испытание на медной пластинке выдерживает;
  • кислотность, мг КОН/100 см3 топлива, не более 5,0;
  • зольность, процентов, не более 0,02;
  • коксуемость 10 процентного остатка, не более 0,35 процентов;
  • содержание воды: следы;
  • цвет: от светло-коричневого до чёрного;
  • плотность при 20 °C, кг/м3: не нормируется, определение обязательно.

 

 Светлое печное топливо вырабатывается из дизельных фракций прямой перегонки и вторичного происхождения — дистиллятов термического, каталитического крекинга и коксования.

 Светлое печное топливо по фракционному составу может быть несколько тяжелее дизельного топлива по ГОСТ 305-82 (до 360 С перегоняется до 90 процентов вместо 96 процентов, вязкость печного топлива до 8,0 мм2/с при 20 С против 3,0-6,0 мм2/с дизельного).

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СВЕТЛОГО ПЕЧНОГО ТОПЛИВА:

  • 10 процентов перегоняется при температуре, С, не ниже 160;
  • 90 процентов перегоняется при температуре, С, не выше 360;
  • кинематическая вязкость при 20 С, мм2/с, не более 8,0;
  • температура вспышки в закрытом тигле, С, не ниже 45;
  • массовая доля серы, процентов, не более: в малосернистом топливе 0,5; в сернистом топливе 1,1;
  • испытание на медной пластинке выдерживает;
  • кислотность, мг КОН/100 см3 топлива, не более 5,0;
  • зольность, процентов, не более 0,02;
  • коксуемость 10 процентного остатка, не более 0,35 процентов;
  • содержание воды: следы;
  • цвет: от светло-коричневого до черного;
  • плотность при 20 С, кг/м3: не нормируется, определение обязательно.

 Печное топливо светлое  не нормируется цетановое и йодное числа, температура помутнения. При переработке сернистых нефтей массовая доля серы в топливе — до 1,1 процент/

  

КЕРОСИН

 

 Кероси́н(англ. kerosene от греч. κηρός — воск) — смесиуглеводородов(от C12 до C15), выкипающие в интервале температур 150—250 °C, прозрачная, бесцветная (или слегка желтоватая), слегка маслянистая на ощупь, горючая жидкость, получаемая путём прямой перегонкиилиректификациинефти.

Свойства и состав

 Плотность 0,78—0,85 г/см³ (при 20 °C), вязкость 1,2—4,5 мм²/с (при 20 °C), температура вспышки 28—72 °C, теплота сгорания ок. 43 МДж/кг.

В зависимости от химического состава и способа переработки нефти, из которой получен керосин, в его состав входят:

  • предельные алифатические углеводороды — 20—60 %

  • нафтеновые углеводороды 20—50 %

  • бициклические ароматические 5—25 %

  • непредельные углеводороды — до 2 %

  • примеси сернистых, азотистых или кислородных соединений.

Получение

 Получается путём перегонки или ректификации нефти, а также вторичной переработкой нефти. При необходимости подвергается гидроочистке.

АВИАЦИОННЫЙ КЕРОСИН

 Авиационный керосин, или авиакеросин, служит в турбовинтовых и турбореактивных двигателях летательных аппаратов не только топливом, но также хладагентом и применяется для смазывания деталей топливных систем. Поэтому он должен обладать хорошими противоизносными (характеризуют уменьшение изнашивания трущихся поверхностей в присутствии топлива) и низкотемпературными свойствами, высокой термоокислительной стабильностью и большой удельной теплотой сгорания.

РАКЕТНОЕ ТОПЛИВО

 Керосин применяется в ракетной технике в качестве углеводородного горючего и одновременно рабочего тела гидромашин. Использование керосина в ракетных двигателях было предложено Циолковским в 1914 году. В паре с жидким кислородом используется на нижних ступенях многих РН: советских — «Союз», «Молния», «Зенит», «Энергия»; американских — серий «Дельта» и «Атлас». Для повышения плотности, и, тем самым, эффективности ракетной системы, топливо часто переохлаждают. В СССР в ряде случаев использовался синтетический заменитель керосина, синтин, позволявший поднять эффективность работы двигателя, разработанного под керосин, без существенных изменений в конструкции. В перспективе предполагается замена керосина на более эффективные углеводородные горючие — метан, этан, пропан и т. п.

ТЕХНИЧЕСКИЙ КЕРОСИН

 Технический керосин используют как сырьё для пиролитического получения этилена, пропилена и ароматических углеводородов, в качестве топлива в основном при обжиге стеклянных и фарфоровых изделий, как растворитель при промывке механизмов и деталей. Деароматизированный путём глубокого гидрирования керосин (содержит не более 7 % ароматических углеводородов) — растворитель в производстве ПВХ полимеризацией в растворе. В керосин, используемый в моечных машинах, для предупреждения накопления зарядов статического электричества добавляют присадки, содержащие соли магния и хрома.

ОСВЕТИТЕЛЬНЫЙ КЕРОСИН

 Керосин такого типа в основном применяют в керосиновых или в калильных лампах, а также в качестве топлива и растворителя. Качество такого керосина в лампах определяется в основном высотой не коптящего пламени. Существенное влияние на ВНП оказывает само качество и состав керосина. Улучшению качеств керосина может содействовать гидроочистка.

 

МАЗУТ

Мазу́т (также устар. мазу́та; возможно, от арабского "мазхулат" — "отбросы") — жидкий продукт темно-коричневого цвета, остаток после выделения из нефти или продуктов ее вторичной переработки бензиновых, керосиновых и газойлевых фракций, выкипающих до 350—360°С.

ПРИМЕНЕНИЕ

 Мазуты применяются в качестве топлива для паровых котлов, котельных установок и промышленных печей (см. Котельные топлива), для производства флотского мазута, тяжелого моторного топлива для крейцкопфных дизелей и бункерного топлива. Выход мазута составляет около 50 % по массе в расчете на исходную нефть. В связи с необходимостью углубления ее дальнейшей переработки мазут во все большем масштабе подвергают дальнейшей переработке, отгоняя под вакуумом дистилляты, выкипающие в пределах 350—420, 350—460, 350—500 и 420—500°С. Вакуумные дистилляты применяют как сырье для получения моторных топлив, в процессах каталитического крекинга, гидрокрекинга, и дистиллятных смазочных масел. Остаток вакуумной перегонки мазута используют для переработки на установках термического крекинга и коксования, в производстве остаточных смазочных масел и гудрона, затем перерабатываемого на битум.

Примерный компонентный состав товарного мазута может включать в себя:
1. Мазут атмосферной перегонки нефти
2. Гудрон
3. Вакуумные газойли
5. Экстракты масляного производства
6. Керосино-газойлевые фракции (первичные и вторичные)
7. Тяжелые газойли каталитического крекинга и коксования
8. Битумы
9. Остатки висбрекинга
10. Тяжелая смола пиролиза

Основные потребители мазута — промышленность, флот и жилищно-коммунальное хозяйство.

 

БИТУМ

Би́ту́мы (от лат. bitumen — горная смола, нефть) — твёрдые или смолоподобные продукты, представляющие собой смесь углеводородов и их азотистых, кислородистых, сернистых и металлосодержащих производных. Битумы не растворимы в воде, полностью или частично растворимы в бензоле, хлороформе, сероуглероде и др. органических растворителях; плотностью 0,95—1,50 г/см³.

КЛАССИФИКАЦИЯ

 Природные битумы — полезные ископаемые органического происхождения с первичной углеводородной основой. К ним относятся естественные производные нефти, образующиеся при нарушении консервации её залежей в результате химического и биохимического окисления. По составу, зависящему от состава исходных нефтей и условий их преобразования, условно подразделяются на несколько классов: мальты, асфальты, асфальтиты, кериты и антраксолиты. Добычу проводят главным образом карьерным или шахтным способом (Битуминозные пески).

 Искусственные (технические) битумы — это остаточные продукты переработки нефти, каменного угля и сланцев. По составу сходны с природными битумами.

 

ДОБЫЧА И ПЕРЕРАБОТКА ПРИРОДНЫХ БИТУМОВ

Процесс добычи и комплексной переработки природных битумов производится в следующей последовательности:

  • добыча битум содержащей породы
  • разделение битум содержащей породы на органическую и минеральные части
  • транспортировка битума
  • переработка битума

В зависимости от условий залегания и физических свойств сырья разработка месторождений природных битумов осуществляется следующими способами:

  • карьерным и шахтным очистным, при которых породу извлекают на поверхность, где из неё экстрагируют битум растворителем или горячей водой с добавкой эмульгирующих составов
  • шахтным дренажным, при котором природные битумы добываются в шахте самотёком через систему восходящих дренажных скважин, пробурённых из горных выработок
  • скважинным внутрипластовым, при котором природные битумы добываются путём термического или иного воздействия на битум насыщенные породы через скважины, пробурённые с поверхности Рудничными (карьерным и шахтным) способами разрабатываются месторождения с битум насыщенностью вмещающих пород не менее 10% и глубиной залегания 60 — 90 метров. Коэффициент извлечения битума при этом до 85 — 90%. Примером такой добычи является Ярегское нефтяное месторождение в Республике Коми.

 Скважинными способами разрабатываются месторождения жидких природных битумов (битуминозная нефть) с глубиной залегания, как правило, более 100 метров. При скважинных способах коэффициент нефтеотдачи достигает в среднем 30%. В Татарстане битуминозную сверхвязкую нефть в экспериментально-показательном и пока убыточном проекте добывают на Ашальчинском месторождении. Здесь пробурено несколько пар дугообразных с выходом на дневную поверхность скважин. В паре скважины параллельны, располагаясь друг над другом на расстоянии несколько метров. Одна из скважин предназначена для закачки пара, прогревающего пласт. Другая для откачки нефти, ставшей менее вязкой под воздействием прогрева.

 Природные битумы не являются сами по себе товарным продуктом, как нефть или газ. Для получения из них товарного продукта нужны дополнительные технологические процессы. В качестве товарного продукта переработки природных битумов может рассматриваться «синтетическая нефть» — вид сырья, альтернативный природной нефти. Кроме того, являясь многокомпонентным полезным ископаемым, природные битумы помимо углеводородов нередко содержат нафтеновые кислоты, сульфокислоты, простые и сложные эфиры, серу, редкие цветные металлы (ванадий, никель, рений) в кондиционных концентрациях.

 

Нажмите на изображение, чтобы его изменить

web-chitalka.com