ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ. Давление насыщенного пара нефти


ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ Независимое от объема давление пара

Описание презентации ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ Независимое от объема давление пара по слайдам

ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ Независимое от объема давление пара р о , при котором жидкостьДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ Независимое от объема давление пара р о , при котором жидкость находится в равновесии со своим паром, называется давлением насыщенного пара. Нефть и н/п характеризуются определенным давлением насыщенных паров, или упругостью нефтяных паров. Давление насыщенных паров является нормируемым показателем для авиационных и автомобильных бензинов, косвенно характеризующим испаряемость топлива, его пусковые качества, склонность к образованию пробок в системе питания двигателя.

Давление насыщенных паров наиболее распространенных нефтепродуктов (по ГОСТ 1756 --52) колеблется в следующих пределах,Давление насыщенных паров наиболее распространенных нефтепродуктов (по ГОСТ 1756 —52) колеблется в следующих пределах, мм рт. ст. : автобензины — до 700, авиабензины — не выше 360, керосин тракторный — 40 -60, керосин осветительный — 20 -30, дизельное топливо — 6 -10.

График Кокса График Кокса

Пример. Нефт. фр. при остаточном давлении 75 мм. рт. ст. Пример. Нефт. фр. при остаточном давлении 75 мм. рт. ст. кипит при 260 0 С. Какова Ткип этой фракции при Ратм.

Для расчета давления насыщенных паров узких нефтяных фракций при низких давлениях пользуются формулой АшвортаДля расчета давления насыщенных паров узких нефтяных фракций при низких давлениях пользуются формулой Ашворта : где Р i – давление насыщенных паров при температуре Т, Па; Т 0 – средняя температура кипения фракции при атмосферном давлении, К; Т – соответствующая температура, К. Функция температуры Функцию f(T 0 ) определяют аналогично

Бомба Рейда в сборе Бомба Рейда в сборе

Поправка к давлению насыщенных паров Поправка к давлению насыщенных паров

Если растворы подчиняются законам Рауля и Дальтона, то общее Рн. п. = РЕсли растворы подчиняются законам Рауля и Дальтона, то общее Рн. п. = Р 1 Х 1 + Р 2 Х 2 + …+ Р n X n — общее давление нас. паров смеси Р n – давление нас. паров компонентов при заданной температуре X n – мольные концентрации компонентов

КРИТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ Критическим состоянием вещества называется такое, при котором исчезает различие (граница) междуКРИТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ Критическим состоянием вещества называется такое, при котором исчезает различие (граница) между его жидкой и паровой фазами, т. е. они имеют одни и те же основные свойства. Для каждого вещества существует такая температура, выше которой оно никаким повышением давления не может быть переведено в жидкость. Эта температура называется критической температурой Т кр. Для Н 2 О Ткр = 374, 2 0 С

Давление насыщенных паров, соответствующее критической температуре, называется критическим давлением Р кр =22,Давление насыщенных паров, соответствующее критической температуре, называется критическим давлением Р кр =22, 06 МПа=220 АТМ. Ткр, К Ркр, ат • Метан 190, 5 47, 1 • Этан 305, 4 49, 5 • Пропан 370, 0 43, 2 • н. бутан 425 38, 5 • H 2 S 373, 6 91, 4 • Воздух 132, 2 38,

Уравнение Ван-дер-Ваальса Для одного моля газа где • — давление, • Уравнение Ван-дер-Ваальса Для одного моля газа где • — давление, • — молярный объем, • — абсолютная температура , • — универсальная газовая постоянная .

t кр = 1, 05 t ср + 160 Ткр = tt кр = 1, 05 t ср + 160 Ткр = t кр + 273 Ркр = К (Ткр / М) К – константа; парафиновые у/в 5 – 5, 3 нафтеновые у/в 6 ароматика 6, 5 – 7 Обычно принимается К = 5, 5 Приведенные параметры Тпр = Т/Ткр Рпр = Р/Рпр

ЛЕТУЧЕСТЬ (ФУГИТИВНОСТЬ) Летучесть – способность жидкости испаряться (футитивностъ), термодинамич. величина, служащая для записиЛЕТУЧЕСТЬ (ФУГИТИВНОСТЬ) Летучесть – способность жидкости испаряться (футитивностъ), термодинамич. величина, служащая для записи зависимости химического потенциала индивидуального вещества или компонента смеси от параметров состояния (давления р, температуры Т, состава). В сложной смеси летучесть компонентов определяется их парциальным давлением

По законам Рауля и Дальтона π – давление в системе; Pi – давление насыщенныхПо законам Рауля и Дальтона π – давление в системе; Pi – давление насыщенных паров компонента смеси при температуре системы; yi – молярная концентрация компонента в паровой фазе; xi — молярная концентрация компонентов в жидкой фазе; Реальные газы и пары не подчиняются этим законам и требуют введения соответствующих поправок

Пример. Определить фугитивность гексана при 286 0 С и давлении 45 ат.Пример. Определить фугитивность гексана при 286 0 С и давлении 45 ат. Для гексана t кр =235 0 С и Ркр = 30, 8 ат.

Температуры вспышки, воспламенения и самовоспламенения Температурой вспышки называется температура, при которой пары нефтепродукта, нагреваемогоТемпературы вспышки, воспламенения и самовоспламенения Температурой вспышки называется температура, при которой пары нефтепродукта, нагреваемого в определенных стандартных условиях, образуют с окружающим воздухом взрывчатую смесь и вспыхивают при поднесении к ней пламени. Следует отметить, что при определении температуры вспышки бензинов и легких нефтей определяют верхний предел взрываемости, а для остальных нефтепродуктов – нижний.

Температура вспышки зависит от фракционного состава нефтепродуктов. Чем ниже пределы перегонки нефтепродукта, темТемпература вспышки зависит от фракционного состава нефтепродуктов. Чем ниже пределы перегонки нефтепродукта, тем ниже и температура вспышки. В среднем температура вспышки бензинов находится в пределах от – 30 до – 40 0 С, керосинов 30 -60 0 С, дизельных топлив 30 -90 0 С и нефтяных масел 130 -320 0 С. По температуре вспышке можно судить о наличии примесей более низкокипящих фракций в тех или иных товарных или промежуточных нефтепродуктах.

Температура воспламенения Температурой воспламенения называется температура, при которой нагреваемый в определенных условияхТемпература воспламенения Температурой воспламенения называется температура, при которой нагреваемый в определенных условиях нефтепродукт загорается при поднесении к нему пламени и горит не менее 5 секунд. Температура воспламенения всегда выше температуры вспышки. Чем тяжелее нефтепродукт, тем больше эта разница. При наличии в маслах летучих примесей эти температуры сближаются.

Температура самовоспламенения Температурой самовоспламенения называется температура, при которой нагретый нефтепродукт в контактеТемпература самовоспламенения Температурой самовоспламенения называется температура, при которой нагретый нефтепродукт в контакте с воздухом воспламеняется самопроизвольно без внешнего пламени. Температура самовоспламенения нефтепродуктов зависит и от фракционного состава и от преобладания углеводородов того или иного класса.

present5.com

Давление насыщенных паров - Справочник химика 21

    Давление насыщенных паров углеводородов и нефтяных фракций (Р, МПа) обычно рассчитывают по уравнению Ашворта  [c.40]     При испарении жидкости в замкнутом сосуде одновременно идет противоположный испарению процесс конденсации. Чем выше давление паров над жидкостью, тем интенсивнее процесс конденсации. При достижении некоторого давления наступает динамическое равновесие число молекул, покидающих поверхность жидкости, равно числу молекул, возвращающихся в жидкость. Такое давление называется давлением насыщенного пара. Оно сильно зависит от температуры (рис. 6). Как видно из приведенного графика, давление насыщенных паров топлив более значительно меняется при высоких температурах. [c.23]

    Номограмма Максвелла составлена для вычисления давления насыщенных паров углеводородов и узких нефтяных фракций от 0,001 до 100 МПа с температурой кипения от О до 800°С. Исследо- [c.41]

    Давление насыщенных паров топлив (мм рт, ст.) в зависимости от температуры [c.238]

    В связи с внедрением в промышленности новых процессов переработки, а также изменением требований к ассортименту и качеству нефтепродуктов предлагается пересмотреть программу исследования нефтей с целью расширения и уточнения ее [21], Расширенной программой исследования нефтей предусматривается определение кривых разгонки нефти, устанавливающих зависимость выхода фракций от температуры кипения и определяющих их качество давления насыщенных паров содержания серы асфальтенов смол силикагелевых парафинов кислотного числа коксуемости зольности элементного состава основных эксплуатационных свойств топливных фракций (бензинов, керосинов, дизельного топлива) группового углеводородного состава узких бензиновых фракций выхода сырья для каталитического крекинга, его состава и содержания в нем примесей, дезактивирующих катализатор потенциального содержания дистиллятных и остаточных масел качества и выхода остатка. [c.35]

    Давление насыщенных паров топлив по ГОСТ 1756—52 определяется при температуре 38° С и соотношении паровой и жидкой фаз 4 1 в приборе, схема которого изображена на рис. 8. Прибор представляет собой стальную бомбу, которая состоит из двух камер, причем объем нижней в 4 раза меньше объема верхней. При испытании нижнюю камеру заполняют испытываемым топливом и на нее навинчивают верхнюю камеру, снабженную манометром. Собранный прибор погружают в ванну с жидкостью, в которой поддерживается постоянная температура. После того, как показания манометра перестанут изменяться, берут последнее показание манометра и, внеся поправку на изменение давления воздуха от температуры, получают давление насыщенных паров топлива. [c.24]

    Для определения давления насыщенных паров в лабораторных условиях существует два метода по ГОСТ 1756—52 и ГОСТ 6668—53. [c.23]

    Давление насыщенного пара при 17°, мм рт. ст. [c.516]

    Давление насыщенных паров испытуемого топлива вычисляют по формуле  [c.24]

    Для жидкостей, представляющих собой сложные смеси, давление насыщенных паров зависит от соотношения объемов паровой и жидкой фаз. На рис. 7 приведен график зависимости давления насыщенных паров авиационного бензина от соотношения жидкой и паровой фаз при температурах О , 20 и 50 . При увеличении объема жидкой фазы в 5 раз давление насыщенных паров при температуре 0° С увеличивается примерно в 3—3,5 раза, а при температуре 50° С — в 2—2,5 раза. [c.23]

    Номограмма UOP составлена для вычисления давления насыщенных паров в интервале 1,3—1,07-105 Па для фракций с температурой кипения 160-650°С и в интервале температур 40— 370°С. Среднее отклонение расчета по уравнению составляет 1,57о, максимальное 4%. [c.41]

    Давление насыщенных паров определяют по увеличению объема паровоздушной смеси после испарения топлива в бюретке при постоянном давлении и соотношении жидкой и паровой фаз 1 1. [c.24]

    Приведем еще уравнение для определения давления насыщенных паров углеводородов разных классов и групп [35], обеспечивающее высокую точность расчета при средней относительной ошибке 4,5% в широком интервале температур и давлений вплоть до критических условий  [c.42]

    Обычно процесс постепенной перегонки рассчитывают с целью определения выхода и состава дистиллята или остатка с заданными характеристиками качества. При заданном давлении перегонки Р необходимо определить температурные пределы перегонки, а при заданной температуре — конечное давление процесса или давление насыщенных паров остатка. Расчет по уравнению (1.10) выполняют методом графического интегрирования, а по уравнениям (1.11) и(1.12) — итерационным методом. [c.61]

    Давление насыщенных паров, мм рт.ст., не более. .............. 100  [c.85]

    Важную роль при расчете процессов перегонки и ректификации нефтей и нефтяных фракций играют данные по физико-химическим и термодинамическим свойствам нефтяных смесей, такие как плотность, молекулярная масса, давление насыщенных паров, летучесть и энтальпия. [c.38]

    Для давления насыщенных паров нормальных парафиновых углеводородов предложено следующее уравнение  [c.42]

    Испаряемость топлива является одной из главных эксплуатационных характеристик, так как она влияет на процессы смесеобразования и горения, потери топлива при высотных полетах, возможность образования паровых пробок в топливопроводах. Испаряемостью жидкости называется способность ее переходить в газообразное состояние. О ней судят главным образом по двум показателям фракционному составу и давлению насыщенных паров. [c.22]

    Определение давления насыщенных паров по ГОСТ 6668—53 (метод Валявского—Бударова) производится в специальном приборе (рис. 9). [c.24]

    Рт — давление насыщенных паров, мм рт. ст.  [c.229]

    Температура вспышки и давление насыщенных паров являются очень чувствительными показателями наличия бензина в реактивном топливе, что иллюстрируется следующей таблицей  [c.238]

    Жидкости для гидравлических систем на основе минеральных масел могут применяться для работы в условиях температур не выше 120° С. С применением в гидравлических системах инертных газов, уменьшающих окисление жидкости, максимальная температура может быть повышена до 180—200° С. Однако даже при этих температурах минеральные жидкости работают ненадежно, так как повышается давление насыщенных паров и появляется опасность кавитационного режима работы насосов. В связи с этим для работы в условиях температур выше 150—170° С должны применяться специальные жидкости на синтетической основе. В частности, находят применение жидкости на кремнийорганической основе. Полисилоксановые жидкости имеют хорошие вязкостно-температурные характеристики, высокую механическую прочность и устойчивость против окисления. Кроме того, эти жидкости являются огнестойкими. [c.217]

    При прочих равных условиях интенсивность кавитации увеличивается при использовании топлив с большим давлением насыщенного пара. Наибольшая кавитация возникает, если топливо кипит, т. е. когда давление насыщенных паров топлива равно внешнему давлению. Таким образом, чем больше давление насыщенных паров топлива, тем меньше высота, на которой это топливо закипит и будет наблюдаться наибольшая кавитация. Так, например, топливо с давлением паров, равным 360 мм рт. ст. при 20° С, закипит на высотке 9,5 км, а топливо с давлением паров, равным 40 мм рт. ст. при 20° С, закипит на высоте 20,5 км. [c.53]

    Для суждения о надежности предлагаемых методик, очевидно, потребуется сопоставление экспериментальных и расчетных данных по истинным температурам кипения тяжелых остатков. Для пересчета истинных температур кипения нефтяных фракций при остаточном давлении на атмосферное давление используют различные эмпирические методы, основанные на закономерностях изменения давления насыщенных паров инди--200 Д S -9 видуальных углеводородов. [c.22]

    Существенную роль в процессе смесеобразования играет давление паров топлива при высоких температурах. В передней части камеры сгорания газотурбинных двигателей температура воздуха на входе в камеру сгорания достигает 300° С, давление насыщенных паров, авиационных бензинов — 25 кГ/см , керосинов — более ЪкПсм . Чем выше давление паров топлива, тем больше скорость их испарения и лучше смесеобразование. [c.73]

    Пределы давления насыщенных паров, при которых возможно образование взрывоопасных смесей, мм рт. ст....... [c.87]

    Для характеристики состава непрерывных смесей вместо температуры в качестве аргумента распределения можно использовать коэффициент относительной летучести а [17] или давление насыщенного пара [18] компонента, т. е. величины, зависящие непосредственно от температуры. Характерной особенностью функций распределения с (а) является то, чго они имеют максимум с острым пиком, резко сдвинутым в сторону нанболее высококипящих компонентов [17]. [c.34]

    К1 — константа фазового равновесия -го компонента — расход жидкостного потока, кмоль/ч и — расход 1-го компонента в жидкостном потоке, кмоль/ч М. — молекульная масса, кг/моль N — число теоретических тарелок число секций И — число реальных тарелок Р — общее давление в системе, Па Р — давление насыщенных паров г-го компонента, Па ДЯ— перепад давления, Па р — общее число компонентов смеси С — тепловая нагрузка, Вт й — флегмовое число (R=L D) [c.8]

    Содержание бензина Б-95/130 в топливе ТС-1, % объемные Давление насыщенных паров при 38 °С. мм рт. ст. Температура вспышки в приборе закрытого типа, °С [c.238]

    Пределы давления насыщенных паров, при которых образуются 8-95 8-95 [c.107]

    Чем выше степень распыления, тем легче воспламеняется топливо, так как поверхность испарения увеличивается, а затраты энергии и времени на нагрев и испарение отдельных капель уменьшаются. Тяжелое топливо с низким давлением насыщенного пара требует для своего воспламенения большей степени распыления, т. е. большего давления перед форсункой (рис. 49). Если 10% авиационного бензина выкипает до 80° С, то для удовлетворительного воспламенения требуется давление перед форсункой 3 кПсм . Авиационный керосин, 10% которого выкипает до-160° С, удовлетворительно воспламеняется при давлении 9 кГ/см . [c.79]

    Разе —давление насыщенных паров топлива, мм рт. ст. АРкав — величина кавитационного запаса, мм рт. ст. [c.53]

    При перекачке топлива по топливной системе на отдельных ее участках давление, под которым находится топливо, может быть даже меньше внешнего атмосферного давления. Следовательно, для определения высотности топливной системы необходимо сопоставлять давление насыщенных паров топлива не с атмосферным давлением, а с наименьшим давлением, под которым находится топливо в топливной системе. Таким давлением является давление на входе в топливный насос (р )- Если давление насыщенных паров топлива (Рндс) ньше, чем давление на входе в насос, то заметной кавитации нет и насос работает нормально. Если давление насыщенных паров топлива равно или больше, чем давление на входе в насос, то возникает кавитация, производительность насоса резко уменьшается, прокачка топлива нарушается. [c.53]

Руководство по лабораторной ректификации 1960 (1960) -- [ c.58 ]

Переработка нефтяных и природных газов (1981) -- [ c.46 , c.66 , c.69 ]

Общая химия (1979) -- [ c.197 ]

Технология синтетического метанола (1984) -- [ c.127 ]

Введение в молекулярную теорию растворов (1959) -- [ c.117 ]

Товарные нефтепродукты (1978) -- [ c.0 ]

Процессы и аппараты кислородного и криогенного производства (1985) -- [ c.40 ]

Общие свойства и первичные методы переработки нефти и газа Издание 3 Часть 1 (1972) -- [ c.41 ]

Основы вакуумной техники Издание 4 (1958) -- [ c.21 ]

Физическая химия и химия кремния Издание 3 (1962) -- [ c.125 ]

Введение в молекулярную теорию растворов (1956) -- [ c.117 ]

Пылеулавливание и очистка газов в цветной металлургии Издание 3 (1977) -- [ c.21 ]

Справочник по разделению газовых смесей методом глубокого охлаждения (1963) -- [ c.16 ]

Справочник по разделению газовых смесей (1953) -- [ c.18 , c.23 ]

Процессы и аппараты нефтегазопереработки Изд2 (1987) -- [ c.210 ]

Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности Издание 2 (1974) -- [ c.9 ]

Основы вакуумной техники (1957) -- [ c.19 ]

chem21.info

ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ

Поиск Лекций

 

Давление насыщенных паров дает дополнительное представление об испаряемости бензина, а также о возможности образования газовых пробок в системе питания двигателя. Чем выше давление насыщенных паров бензина, тем выше его испаряемость. По фракционному составу бензина рассчитывают индекс испаряемости (см. далее).

Бензины, предназначенные для применения в летних условиях, имеют более низкое давление паров. Чтобы обеспечить необходимые пусковые свойства товарного бензина, в его состав включают, как правило, до 30 % (об.) легких компонентов (фр. н.к. — 62 0С, изомеризата, алкилата и др.). Требуемое давление насыщенных паров обеспечивается также добавлением бутана. В летних бензинах обычно содержится 2— 3 % (об.) бутана, в зимних — до 5—8 % (об.).

 

ХИМИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ

 

В процессе хранения, транспортирования и применения бензинов возможны изменения в их химическом составе, обусловленные реакциями окисления и полимеризации. Окисление приводит к понижению октанового числа бензина и повышению его склонности к нагарообразованию. Для оценки химической стабильности бензинов используют показатели содержания фактических смол, индукционного периода окисления. Высокой химической стабильностью обладают компоненты, не содержащие алкенов, — прямогонные бензины, бензины каталитического риформинга, алкилаты и изомеризаты. В бензинах коксования, термического и каталитического крекинга, напротив, содержатся в достаточном количестве алкены, которые легко окисляются с образованием смол. Для повышения химической стабильности к топливам, содержащим компоненты вторичного происхождения, добавляют антиокислительные присадки: п-оксидифениламин, ионол (2,6-ди-трет-бутил-п-крезол), антиокислитель ФЧ-16, древесносмоляной антиокислитель и др.

 

СОДЕРЖАНИЕ СЕРНИСТЫХ И АРОМАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

 

Активные сернистые соединения, содержащиеся в бензинах (сероводород, низшие меркаптаны) вызывают сильную коррозию топливной системы и транспортных емкостей; полнота очистки бензинов от этих веществ контролируется анализом на медной пластинке. Неактивные сернистые соединения (тиофены, тетрагидротиофены, сульфиды, дисульфиды, высшие меркаптаны) коррозии не вызывают, однако при их сгорании образуются оксиды серы (S02, S03), под действием которых происходит быстрый коррозионный износ деталей двигателя, снижается мощность, ухудшается экологическая обстановка.

Наибольшую опасность для людей представляют ароматические углеводороды, особенно бензол и полициклические ароматические углеводороды. Токсическое действие бензола объясняется возможностью его окисления в организме. В связи с этим в последних нормативных документах ограничено допустимое содержание серы, бензола и ароматических соединений в бензинах.

В настоящее время в России выпускаются бензины в соответствии с ГОСТ 2084—77 и новым ГОСТ Р 51105—97, который отвечает современным экологическим требованиям, а также по техническим условиям, вырабатываемым для конкретных НПЗ. Основные характеристики автомобильных бензинов в соответствии с ГОСТ представлены в табл. 5.1 и 5.2.

 

Таблица 5.1. - Требования к качеству автомобильных бензинов

(ГОСТ 2084—77)

Показатель А-76 АИ-91 не-этилиро-ванный АИ-93 не-этилиро-ванный АИ-95 не-этилиро-ванный
неэтили-рованный этилиро-ванный
Октановое число, не менее:          
моторный метод 82,5
исследовательский метод Не нормир Не нормир
Содержание свинца не более 0,013 0,17 0,013 0,013 0,013
Фракционный состав:          
начало кипения, 0С, не ниже:          
летнего
зимнего Не нормир Не нормир Не нормир Не нормир Не нормир
10% (об.), °С, не выше:          
летнего
зимнего
50 % (об.), 0С, не выше:          
летнего
зимнего
90 % (об.), 0С, не выше:          
летнего
зимнего
конец кипения, °С, не выше:          
летнего
зимнего
остаток в колбе, % (об.), не более 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
Давление насыщенных паров, кПа, не более          
летнего 66,7 66,7 66,7 66,7 66,7
зимнего 66,7-93,3 66,7-93,3 66,7-93,3 66,7-93,3 66,7-93,3
Кислотность, мг КОН/100 см3 топлива, не более 1,0 3,0 3,0 0,8 2,0
Содержание фактических смол, мг/100 см3, не более:          
на месте производства 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0
на месте потребления 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0
Содержание серы, % (масс.) не более 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
Индукционный период окисления на месте производства, мин, не менее
Цвет - Желтый - - -

 

Таким образом, из данных табл. 5.1 видно, что указанные марки различаются в основном по октановым числам и индукционным периодам. Следует отметить различие во фракционном составе летнего и зимнего сортов бензина: для зимнего бензина все температуры выкипания ниже, чем для летнего. Это значительно облегчает запуск двигателей при низких температурах.

Таблица 5.2. - Требования к качеству автомобильных бензинов

(ГОСТ Р 51105—97)

Показатель   «Нор-маль-80 «Регуляр-91» «Регуляр-92» «Премиум-95» «Супер-98»
Октановое число, не менее:          
моторный метод 76,0 82,5 83,0 85,0 88,0
исследовательский метод 80,0 91,0 92,0 95,0 98,0
Содержание свинца, г/дм3, не более 0,010 0,010 0,010 0,010 0,010
Содержание марганца, мг/ дм3, не более
Содержание фактических смол, мг/100 см3, не более 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0
Содержание серы, % (масс.), не более 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05
Содержание бензола, % (об.), не более
Индукционный период окисления, мин, не менее
Испытание на медной пластине Выдерживает
Внешний вид Чистый прозрачный
Плотность при 15 0С, кг/м3 700-750 700-750 725-780 725-780 725-780

 

Как видно из табл. 5.2, в зависимости от октанового числа по исследовательскому методу устанавливают четыре марки бензинов: «Нормаль-80», «Регуляр-91 и 92», «Премиум-95» и «Супер-98». Бензин «Нормаль-80» предназначен для грузовых автомобилей наряду с бензином А-76. Бензины «Регуляр-91 и 92» предназначены для эксплуатации автомобилей вместо этилированного А-93. Автомобильные бензины «Премиум-95» и «Супер-98» полностью отвечают европейским требованиям и конкурентоспособны на нефтяном рынке. Согласно ГОСТ Р 51105—97 допускается использование в небольших количествах марганцевого антидетонатора. В соответствии с европейскими требованиями ограничивается содержание бензола (не более 5 % об.) и серы (не более 0,05 % масс.).

В табл. 5.3 представлены характеристики испаряемости топлив. В зависимости от климатического района применения автомобильные бензины подразделяют на пять классов. Наряду с определением температуры перегонки при заданном объеме предусмотрено и определение объема испарившегося бензина при заданной температуре. Введен также показатель «индекс испаряемости».

Таблица 5.3. - Характеристика испаряемости бензинов

Показатель Класс
   
Давление насыщенных паров бензина, кПа 35-70 45-80 55-90 60-95 80-100
Фракционный состав:          
начало кипения, 0С, не ниже Не нормируется
10 % (об.), 0С, не выше
50 % (об.), 0С, не выше
90 % (об.), 0С, не выше
конец кипения, 0С, не выше
остаток в колбе, % (об.)
остаток и потери, % (об.)
Количество испарившегося бензина, % (об.), 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
Индекс испаряемости, не более

 

ИНДЕКС ИСПАРЯЕМОСТИ

Индекс испаряемости (ИИ) бензина характеризует испаряемость бензина и его склонность к образованию паровых пробок при определенном сочетании давления насыщенных паров и объема испарившегося бензина при температуре 70° С. Индекс испаряемости рассчитывают по формуле

ИИ=10ДНП + 7 V 70,

где ДНП —давление насыщенных паров, кПа; V70 — объем испарившегося бензина при температуре 70 °С, %.

В соответствии с ГОСТ Р 51105—97 в настоящее время вырабатываются только неэтилированные бензины (свинца не более 0,01 г/дм). В зависимости от октанового числа, определенного по исследовательскому методу, выпускаются пять марок бензинов: «Нормаль-80» — предназначен для использования на грузовых автомобилях наряду с бензином А-76; «Регуляр-91», «Регуляр-92» — предназначены для эксплуатации автомобилей взамен этилированного А-93; «Премиум-95» и «Супер-98» — полностью отвечают европейским требованиям, конкурентоспособны на нефтяном рынке и предназначены в основном для зарубежных автомобилей, эксплуатируемых в России (см. табл. 5.2).

На экспорт выпускаются следующие марки автомобильных бензинов: А-80, А-92, А-96 и АИ-98. Числовые значения в марках бензинов указывают на октановое число, определяемое по исследовательскому методу. По моторному методу октановые числа этих бензинов должны быть не менее 76, 83, 85 и 88 пунктов соответственно. Для всех экспортных бензинов повышены требования к температурам выкипания 50 % бензинов (не выше 120 0С) и концу кипения (не выше 215 0С), ужесточены нормы по содержанию серы (не выше 0,05 % масс.) и изменен ряд других показателей.

Интенсивное развитие промышленности и расширение сферы использования нефтепродуктов всех видов приводят к возрастающему загрязнению окружающей среды. В связи с этим нефтеперерабатывающая промышленность всего мира сталкивается с жесткими экологическими требованиями к качеству выпускаемых продуктов. Так, например, в США Управлением по охране окружающей среды опубликованы требования к так называемому реформулированному бензину. Реформулированный бензин — бензин с принципиально измененным компонентным составом, производимый для минимизации экологического ущерба от его использования при сохранении технического уровня транспортных средств. Ужесточение требований к экологически чистому реформулированному бензину предусматривает ограничения по содержанию ароматических углеводородов (продукты окисления ароматических углеводородов — канцерогены), непредельных углеводородов (непредельные углеводороды являются причиной смога и исчезновения озонового слоя Земли), серы (оксиды серы — причина кислотных дождей, яд для дожигателей выхлопных газов, способствуют коррозии металла) и обязательное добавление к бензину кислородсодержащих соединений. Характеристика реформулированных бензинов представлена в табл. 5.4.

 

Таблица 5.4. Основные показатели качества реформулированного бензина

 

Показатель Простая модель (1-й этап производства) Сложная модель (2-й этап производства)
ДНП, кПа (по Рейду) 49,6-55,8 48,3
Содержание бензола, % (об.), не более 1,0 0,8-1,0
Содержание серы, % (масс.), (ррм), не более 0,01 (100) 0,003-0,004 (30-40)
Содержание олефинов, % (масс.), не более
Содержание кислорода, % (масс.), не менее 2,0 1,8-2,2

 

В Европе также поэтапно вводятся жесткие нормы к качеству автомобильных бензинов. Сравнительная характеристика требований к автобензинам Европейского Союза, России, США представлена в табл. 5.5.

 

Таблица 5.5. - Сравнительная характеристика требований к автомобильным бензинам Европейского Союза, России, США

 

Компонент Европейский Союз Россия ГОСТР 51105-97 (01.01.99 г.)   США 2003 г.
1999 г. Евро 2 2003 г. Евро 3 2005 г. Евро 4
Содержание бензола, % (об.), не более          
Содержание ароматических углеводородов, % (об.), не более   Не нормир. Не нормир.
Содержание серы, % (масс.), (ррм) 0,05 (500) 0,015(150) 0,003 (30)-0,001 (10) 0,05 (500) 0,015(150)
Содержание олефинов, % (масс.), не более Не нормир. Не нормир. Не нормир.
Содержание кислорода, % (масс.), не более Не нормир. 2,3 2,7 Не нормир. 1,8—2,2
Применение моющих присадок Не нормир. Обязательно Обязательно Не нормир. Не нормир.

 

Бензины, выпускаемые по ГОСТ Р 51105—97, удовлетворяют современным требованиям к качеству бензина, но не удовлетворяют перспективным. Для обеспечения регионов с высокой плотностью автомобильного транспорта экологически чистыми топливами в соответствии с экологической программой Евросоюза (Евро 2,3,4), в которой Россия принимает участие, разработан ряд технических условий на бензины автомобильные неэтилированные с улучшенными экологическими характеристиками («Городские» — ТУ 38.401-58-171—96, «ЯрМарка»— ТУ 38.301.-25-41-97 и др.). По сравнению с ГОСТ Р 51105-97 в этих технических условиях установлены более жесткие нормы по содержанию бензола (не более 3—5 % об.), предусмотрено нормирование ароматических углеводородов (не более 45 % об.) и добавление моющих присадок.

 

АВИАЦИОННЫЕ БЕНЗИНЫ

Авиационные бензины предназначены для применения в поршневых авиационных двигателях малых винтовых самолетов и вертолетов. В отличие от автомобильных двигателей в авиационных используется в большинстве случаев принудительный впрыск топлива во впускную систему, что определяет некоторые особенности авиационных бензинов по сравнению с автомобильными. В связи с тем что к авиационным бензинам предъявляются более жесткие требования, чем к автомобильным, в их состав входят компоненты ограниченного числа технологических процессов: прямой перегонки нефти, каталитического риформинга, алкилирования, ароматизации, реже продукты изомеризации. Продукты вторичных процессов, содержащие олефиновые углеводороды, для получения авиационных бензинов не используются. К основным показателям качества авиационного бензина относятся достаточная детонационная стойкость на богатой и бедной топливно-воздушной смеси, оптимальный фракционный состав, низкая температура кристаллизации, небольшое содержание смолистых веществ, кислот и сернистых соединений, высокие теплота сгорания и стабильность при хранении. Для авиационных двигателей требуется топливо с такими же и даже более высокими антидетонационными характеристиками, чем у чистого изооктана. Поэтому оценивать антидетонационные свойства авиационных бензинов только на бедной смеси (по октановому числу) недостаточно, так как на форсированных режимах (взлет) авиадвигатели работают на богатых смесях.

Оценка антидетонационных свойств авиационных бензинов на богатых смесях проводится не только по октановому числу, но и по показателю сортности. Сортностью бензинаназывается число, показывающее в процентном отношении, какую мощность может развивать двигатель на испытуемом бензине по сравнению с изооктаном, сортность которого, как и октановое число, принята за 100. Например, бензин Б 91/115 соответствует топливу с октановым числом 91 и сортностью 115, т. е. на бензине с такой сортностью двигатель развивает мощность на 15 % больше, чем на изооктане.

Авиационные бензины выпускают следующих марок: Б-91/115, Б-95/130 (ГОСТ 101272), Б-100/130 (ТУ 38.401-58-197-97), Б-92 (ТУ 38.401-58-47-92) и Б-70 (ТУ 38.101913-82). Эти бензины не имеют сортов по сезонам, так как температура среды (в полете) мало изменяется в течение года. К ним добавляют значительно большее количество тетраэтилсвинца (от 2,5 до 3,3 г/кг), для них ужесточены нормы по кислотности, содержанию смол и серы. Для обеспечения требований ГОСТ и ТУ по детонационной стойкости, теплоте сгорания, содержанию ароматических углеводородов (чем больше в авиабензине ароматических углеводородов, тем выше его сортность на богатой смеси, но выше температура начала кристаллизации и выше вероятность образования паровых пробок в цилиндрах двигателей) к базовым авиационным бензинам добавляют такие компоненты, как алкилбензин, изоме-ризат, толуол (не более 20 % об.) и пиробензол (не более 10 % об.). В качестве антиокислителя применяется п-оксидифениламин, добавляемый в количестве 0,004—0,005 % (масс.). Авиационные бензины окрашивают в яркие цвета: оранжевый, зеленый и желтый, что свидетельствует о наличии в топливе ядовитой этиловой жидкости. В настоящее время авиационных бензинов вырабатывается около 2 % от общего объема всех бензинов.

 

РЕАКТИВНЫЕ ТОПЛИВА

 

Массовые сорта реактивных топлив России не уступают по качеству топливам других стран, а по некоторым показателям (например, по содержанию серы) превосходят их (табл. 5.6).

Показатели качества отечественных реактивных топлив в прошлом диктовались требованиями конструкторов авиационных двигателей. В настоящее время российские авиакомпании приобретают и берут в лизинг самолеты зарубежного производства, а авиационные заводы России осваивают производство отечественных самолетов с зарубежными двигателями. Это приводит к тому, что качество авиационных топлив, по-видимому, будет сближаться с качеством европейских и американских топлив.

 

Таблица 5.6. - Требования к качеству реактивных топлив

 

Показатель Марка топлива Зарубежное топливо
ГОСТ 10227-86 ГОСТ 12308-89 Jet-A(A-l)* JP-5
ТС-1 РТ T-8B Т-6
Плотность при 20 °С, кг/м3, не менее 775-840 (15 °С) 775-840 (15 °С)
Фракционный состав: начало кипения, 0С:              
не выше  
не ниже - -
10 % (об.), °С, не выше
98 % (об.), °С, не выше 300(320)
Высота некоптящего пламени, мм, не менее 20-25
Температура начала кристаллизации, °С, не выше –60 (–55) –55 –50 –60 –47 (–40) –46
Содержание ароматических углеводородов, % (масс.), не более 27-28 (25 % об.) 27-28 (25 % об.)
Содержание общей серы, % (мае), не более 0,2 0,1 0,1 0,05 0,3 0,4
Содержание меркапта-новой серы, % (масс.), не более 0,003 0,001 0,001 Отс. 0,003 0,001
Температура вспышки в закрытом тигле, °С, не ниже

*ASTM D-1655.

Актуальным является вопрос об организации производства в России топлива типа Jet —A(A-l). Это повлечет за собой изменение выхода других топливных продуктов (бензиновой и дизельной фракций), так как топливо Jet —A(A-l) характеризуется более высокой 10%-ной точкой выкипания (205 °С) по сравнению с топливами ТС-1 и РТ и более высокой температурой вспышки (не менее 38 °С).

Многие нефтеперерабатывающие заводы России уже приступили к выпуску топлив марок Jet. Для решения этой задачи потребуются определенные усилия в освоении методов анализа ASTM (оснащение зарубежными приборами и оборудованием, обучение персонала).

 

ДИЗЕЛЬНЫЕ ТОПЛИВА

 

На НПЗ России в 2003 г. вырабатывалось около 49 млн т/год дизельного топлива, из которых 93 % с содержанием серы до 0,2 % (масс.) и 7% —с содержанием серы от 0,2 до 0,5% (масс.). Основное количество — это летнее дизельное топливо, объем производства которого достигает 90 % от общего объема дизельных топлив, 9 % — зимние виды дизельных топлив с температурой застывания минус 35 °С и минус 45 °С, 1 % — арктическое дизельное топливо с температурой застывания минус 55 °С для обеспечения районов Крайнего Севера и Арктики. Характеристика дизельного топлива представлена в табл. 5.7.

 

Таблица 5.7. - Требования к качеству дизельного топлива (ГОСТ 305—82)

 

Показатель Марка топлива
Л А
Цетановое число, не менее
Фракционный состав: 50 % (об.), °С, не выше
96 % (об.), °С, не выше
Температура, °С: застывания, не выше –10 –35/–45* –55
помутнения, не выше –5 –25/–35 -
Температура вспышки в закрытом тигле, °С, не ниже:      
для быстроходных и судовых дизелей
для дизелей общего назначения
Вязкость кинематическая при 20 0С, мм2/с 3,0-6,0 1,8-5,0 1,5-4,0
Содержание меркаптановой серы, % (масс.), не более 0,01 0,01 0,01
Содержание общей серы, % (масс.), не более 0,2 0,2 0,2
Испытание на медной пластине Выдерживает  
Содержание фактических смол, мг/100 см3, не более
Кислотность, мг КОН /100 см3, не более
Йодное число, г 12 /100 г, не более
Зольность, % (масс.), не более 0,01 0,01 0,01
Коксуемость 10%-ного остатка, % (масс.), не более 0,30 0,30 0,30
Плотность при 20 °С, кг/м3, не менее
Содержание водорастворимых кислот, щелочей, сероводорода, мех. примесей, воды Отсутствие

 

*Числитель — для умеренной климатической зоны, знаменатель — для холодной.

В табл. 5.8 представлены показатели качества ДТ в соответствии с зарубежными спецификациями. Требования к дизельному топливу, нормируемые шведскими спецификациями, являются самыми жесткими.

 

Таблица 5.8. - Основные требования зарубежных спецификаций к дизельному топливу

 

Показатель США* Страны ЕС** Швеция
Плотность при 15 °С, кг/м3 830-860 820-860 800-820
Фракционный состав: начало кипения, 0С, не ниже -
95 % (об.), °С, не выше 320 (90 % об.)
Цетановое число, не менее
Цетановый индекс, не менее
Содержание серы, % (масс.), не более 0,05 0,05 0,0005
Содержание ароматических углеводородов, (% об.), не более 5-20
в т.ч. полициклических 1,4 0,1

*Действует с 01.01.93. **Действует с 01.01.96.

 

По содержанию серы требования различных стран для основных сортов дизельного топлива находились до 1996 г. в пределах 0,2— 0,3 % (мас). Содержание серы 0,5 % (масс.) имелось только в стандарте России; экстремальные требования — 0,0005 % (масс.) — в шведском стандарте. С 1996 г. европейские страны перешли на выпуск топлива с содержанием серы до 0,05 % (масс.), осуществляется дальнейшее ужесточение требований — до 0,035 % (масс.) серы в настоящее время и до 0,005 % (масс.) и 0,001 % (масс.) или (50 и 10 ррт) в перспективе.

В зарубежных стандартах также ограничивается содержание ароматических углеводородов, а в последнее время — содержание полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) как наиболее токсичных соединений.

Отмечается тенденция к облегчению фракционного состава топлива, что влечет снижение его плотности. Так, согласно требованиям Европейского Парламента к 2005 г. температура выкипания 95 % (об.) дизельной фракции по кривой разгонки не должна превышать 340 0С (при плотности не более 825 кг/м3).

Основной задачей производителей дизельного топлива на сегодняшний день является массовый переход на производство экологически чистого дизельного топлива с содержанием серы не выше 0,035— 0,05 % (масс.) и ароматических углеводородов не более 20 % (масс.).

Для получения дизельного топлива с содержанием серы 0,05 % (масс.) без нормирования ароматических углеводородов на большинстве действующих установок гидроочистки необходимо наряду с заменой катализатора и увеличением его загрузки в 1,2—1,5 раза обеспечить повышение давления до 5 МПа и провести ряд работ по реконструкции и замене оборудования.

Для перевода всех НПЗ России на производство экологически чистого дизельного топлива потребуется сооружение новых мощностей, обеспечивающих не только глубокое обессеривание сырья, но и его деароматизацию. Принципиальным отличием этой технологии от традиционной является применение более высокого давления (7—10 МПа), что увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты, но позволяет осуществить переработку как прямогонных дистиллятов, так и вторичного сырья, объемы которых ежегодно возрастают по мере углубления переработки нефти.

Вместе с тем глубокая гидроочистка дизельного топлива вызывает повышенный износ топливной аппаратуры, что может быть компенсировано введением противоизносных присадок.

В настоящее время для всех ДТ, поставляемых на экспорт, введены дополнительно такие обязательные характеристики, как:

коэффициент износа (степень износа), введение которого связано с уменьшением концентрации природных поверхностно-активных веществ, удаляемых при гидроочистке; с увеличением глубины обессеривания дизельного топлива увеличивается износ двигателей;

предельная температура фильтруемости, которая с трудом поддается регулированию путем введения присадок, но может регулироваться смешением различных фракций дизельного топлива.

Качество дизельных топлив может быть существенно улучшено и за счет использования специальных присадок (антидымных, моющих, депрессорных, противоизносных и др.). Значительное распространение получили также депрессорные присадки, позволяющие существенно расширить выработку зимнего и арктического дизельного топлива. Все большее применение находят и противоизносные присадки, необходимые для улучшения смазывающих свойств глубокоочищенных топлив.

 



poisk-ru.ru


Смотрите также