Никитин Е.Е. Нефтяное товароведение

Подождите немного. Документ загружается.

а) топлива для транспортных газотурбинных двигателей;

б) топлива для стационарных газотурбинных установок. 5. Топлива для

котельных установок:

а) топлива для транспортных котельных установок;

б) топлива для стационарных котельных установок. К нефтяным топливам

для тепловых двигателей предъявляются следующие общие требования:

- высокие энергетические характеристики;

- оптимальная скорость горения и высокая полнота сгорания;

- минимальная коррозионная активность по отношению к деталям силовой

установки, средствам транспортирования, хранения и заправки;

- стабильность в условиях применения и хранения;

- хорошая прокачиваемость в системах топливопитания двигателей и

топочных устройств, топливопроводах средств транспортирования и хранения;

- высокие экологические свойства.

Нефтяное топливо - это вещество или совокупность веществ

нефтяного происхождения, находящиеся в любом агрегатном состоянии,

способных в результате горения образовывать высокотемпературные

конечные продукты.

3.1.Классификация нефтяных топлив

Общая классификация нефтяных топлив (класс F по ГОСТ 28576-90

(ИСО 8681-86)) устанавливается ГОСТом 28577.0-90(ИСО8216/0-86).

В этот стандарт включены пять нефтепродуктов

Продукты обозначаются символом, состоящим из групп букв,

например ИСО-F-Д S T 2.

В обозначения входят: аббревиатура ИСО, буква, обозначающая

класс (F- для топлив), которую отделяют дефисом от аббревиатуры и

последующих букв; буквы (от одной до четырех), обозначающего

категорию топлива; цифра, указывающая на основе свойство топлива.

Группа

топлива

Характеристика

G Газообразные топлива.

Газообразные топлива нефтяного происхождения, состоящие

в основном из метана и (или) этана.

L Сжиженные газообразные топлива.

Газообразные топлива нефтяного происхождения, состоящие

в основном из пропана и пропена и (или) бутена и бутана.

D Дистилятные топлива.

Топлива нефтяного происхождения (бензины, керосины,

газойли и дизельные топлива), за исключением сжиженных

нефтяных газов и топлив.

Тяжелые дистилляты, которые могут содержать не-

большое количество

остатков.

Остаточные топлива.

Нефтяные топлива, содержащие остаточные фракции процесса

перегонки.

C Нефтяные коксы.

Твердые топлива нефтяного происхождения, состоящие в

основном из углерода и полученные в процессе гидрокрекинга.

3.2.Автомобильные бензины.

Бензины автомобильные представляют собой смесь углеводородов

различного строения, преимущественно С

-С

, с температурой кипения

30-205°С и плотностью 0,70-0,78 г/см

. Они получаются смешением

прямогонного бензина и продуктов вторичной переработки фракций

прямой перегонки, например каталитического крекинга керосино-

газойлевых и тяжелых дистиллятных фракций, каталитического

риформинга бензиновых фракций коксования, алкилирования и т.д.

Выпускают бензины летние, зимние, этилированные и неэтилированные.

Это прозрачная маловязкая жидкость со специфическим запахом, она

быстро испаряется, не растворяется в воде и при соответствующих условиях

сгорает без остатка.

Производство автобензина в РФ по состоянию на 2006 г. составило

34,37 млн. т/год. В них доля высокооктановых бензинов 53,3%. В России с

2003 г. полностью прекращена выработка и применение этилированных

автобензинов. Объем экспорта в 2006 составил 6302, 2 тыс. тонн, объем

импорта - 7,4 тыс. тонн.

Базовой эксплутационной характеристикой и одновременно основ-

ным ценообразующим параметром автомобильного бензина является его

детонационная стойкость, выраженная октановым числом. Именно октановое

число автомобильного бензина и рядом стоящая соответствующая цена за

один литр в первую очередь интересует водителя при въезде на АЗС.

Детонационная стойкость. Это показатель бензинов должен

обеспечивать бездетонационную работу двигателей в самых напряженных

режимах. Детонационная стойкость топлива определяет его способность

противостоять нарушению нормального протекания сгорания в двигателе,

возникающего в результате взрывного сгорания и образования

детонационных и ударных волн. Чем выше детонационная стойкость, тем

эффективнее и экономичнее работает двигатель автомобиля. При

детонационном сгорании топлива скорость распространения пламени

примерно в 100 раз превышает скорость распространения пламени при

нормальном сгорании. Сильная детонация приводит к перегреву двигателя,

прогоранию колец, поршней и клапанов, разрушению подшипников и т.д.

Детонационное горение определяется химическим составом топлива, т. е. его

склонностью к образованию пероксидов. Наиболее детонационно стойкими

являются ароматические углеводороды, причем с увеличением длины боковых

алкильных цепей в них снижается детонационная стойкость.

К ароматическим углеводородам по детонационной стойкости

приближаются изоалканы, причем, чем они разветвленнее, тем выше эта

стойкость.

Нафтеновые углеводороды занимают промежуточное положение, и для них,

как и для ароматических углеводородов, увеличение алкильных цепей

уменьшает детонационную стойкость, а разветвление этих цепей — увеличивает.

Олефины по детонационной стойкости близки к нафтенам. Уменьшение

длины цепи увеличивает их стойкость.

Мерой детонационной стойкости топлива является октановое число (ОЧ) по

условно принятой шкале. В этой шкале за 100 принята детонационная стойкость

изооктана (2,2,4-триметилпентана) С

, а за 0 принята детонационная стойкость

н-гептана С

Октановым числом испытуемого бензина называют количество изооктана (в %

об.) в его смеси с н-гептаном (эталонная смесь), при котором детонационная

стойкость такой смеси эквивалентна детонационной стойкости испытуемого

бензина в стандартных условиях испытания. Существует три стандартных метода

определения детонационной стойкости автомобильных бензинов.

Исследовательский метод определения октанового числа (ГОСТ 8226—82)

состоит в том, что детонационную стойкость испытуемого бензина сравнивают с

детонационной стойкостью эталонной смеси подбором соотношения в ней

изооктана с гептаном. Сравнительное испытание проводят на стандартной

одноцилиндровой установке УИТ-65, позволяющей изменять степень сжатия, а

начало детонации фиксировать электронным датчиком. Испытание проводят с

частотой вращения вала двигателя 600 ± 6 об/мин с постоянным углом

опережения зажигания 13°, при температуре воздуха, поступающего в

карбюратор, 52 ± 1 °С. Получаемое исследовательским методом октановое число

(ОЧ

) соответствует относительно мягким условиям работы двигателя

(городская езда автомобилей с небольшими нагрузками).

Моторный метод определения октанового числа (ГОСТ 511—82) реализуют

также на установке УИТ-65 и определяют сравнением детонационных

стойкостей бензина с эталонной смесью, состав которой подбирают в

процессе испытания; по содержанию в ней изооктана находят искомое

октановое число. Однако условия испытания в этом случае жестче: частота

вращения вала 900 ± 9 об/мин, угол опережения зажигания от 26 до 15°,

температура воздуха на входе в карбюратор 50 ± 5 °С, а температура ТВС на

входе в цилиндр 149 ± 1 °С.

Полученное этим методом значение октанового числа (ОЧ

) соответствует

работе двигателей с повышенной нагрузкой (загородная езда нагруженных

автомобилей) и всегда ниже, чем ОЧ

Разность ОЧ

- ОЧ

называют чувствительностью бензина. В зависимости

от химического состава бензинов она составляет от 1-2 до 8-12.

Методы детонационных испытаний полноразмерных серийных двигателей в

стендовых и дорожных условиях по ГОСТу 10373—75 значительно сложнее

исследовательского и моторного методов, требуют больших трудозатрат и

расхода эталонных смесей, поэтому они предназначены для квалификационной

оценки серийных двигателей или для определенных исследований параметров

их работы.

По результатам определения этими методами октанового числа строят

серию графиков его зависимости от важнейших параметров двигателя — угла

опережения зажигания, частоты вращения вала, мощности двигателя и др.

Для прямогонных бензинов предложена формула:

ОЧ

= 250,9-281ρ

где ρ

— относительная плотность бензина.

Для таких же прямогонных бензинов с концом кипения до 200 °С:

ОЧ

=100А + 70Н + 50ИП -12НП

где А, Н, ИП и НП — массовые доли ароматических, нафтеновых,

изопарафиновых и н-парафиновых углеводородов в бензине.

Существует также расчетный метод, основанный на хроматографическом

анализе бензина.

Достоинство расчетных методов состоит в том, что они не требуют для

анализа больших количеств бензина, что важно при проведении лабораторных

исследовательских работ. Недостаток их — в большой погрешности,

достигающей иногда 10 % и более.

Высокая детонационная стойкость товарных автобензинов достигается

тремя способами. При первом способе в качестве базовых бензинов

применяются наиболее высокооктановые вторичные продукты переработки

нефти или же увеличивается их доли в товарных бензинах.

Второй способ предусматривает широкое использование высокооктановых

компонентов, вовлекаемых в товарные бензины, - ароматических и

изопарафиновых углеводородов.

Третий способ состоит в применении антидетонационных присадок. В

настоящее время широко используют все три направления повышения

детонационной стойкости.

Наиболее эффективным и экономически выгодным, а

потому широко применяемым является способ использования

антидетонаторов.

Кроме детонационной стойкости автомобильных бензинов к важнейшим

детонационным характеристикам относятся: фракционный состав, давление

насыщенных паров, плотность, содержание серы, водорастворимых кислот и

щелочей, фактических смол, соединений свинца, железа, марганца.

До недавнего времени основная масса автомобильных бензинов в

России вырабатывалась по ГОСТ 2084-77 и ТУ 38.001165-97 (заменен в

2003 году). В зависимости от октанового числа этот ГОСТ предусматривал

пять марок автобензинов: А-72, А-76, АИ-91, АИ-93 и АИ-95. Для первых

двух марок цифры указывают октановые числа, определяемые по мотор-

ному методу, для остальных - по исследовательскому. По ТУ вырабатыва-

лись марки А-80, А-92 и А-96 с октановыми числами по исследователь-

скому методу. Эти бензины в основном предназначались для поставки на

экспорт.

Основная масса автомобильных бензинов в настоящее время выраба-

тывается по ГОСТ Р 51105-97, применение которых обеспечивает надежную

эксплуатацию автомобилей с нормами Евро-2 по токсичности отработавших

газов. По этому ГОСТу выпускаются автобензины марок: Нормаль-80,

Регуляр-91, Регуляр-92, Премиум-95 и Супер-98 (см. табл.).

В последние годы автомобильный парк страны пополняется совре-

менными импортными машинами, удовлетворяющими требованиям Евро-3

и Евро-4, эксплуатация которых требует применения соответствующих

топлив. В связи с этим возникает необходимость организации промыш-

ленного производства бензинов для автомобилей класса Евро-3 и Евро-4.

Таблица

Характеристика неэтилированных автомобильных бензинов (ГОСТ Р 51105-97)

Показатели Нормаль - 80 Регуляр - 91 Премиум -95 Супер – 98

Метод

испытаний

Октановое

число, не

менее

-моторный

метод

-исследова-

тельский

метод

76,0

80,0

82,5

91,0

85,0

95,0

88,0

98,0

ГОСТ 511-82

ASTM D

2700

ИСО 5163-90

ГОСТ 8226-

82 ASTM D

2699-94

ИСО 5164-90

Содержание

свинца,

г/дм

, не

более

0,010 0,010 0,010 0,010

ГОСТ 28828-

ASTM D

3237-90

EN 237

Содержание

марганца, мг/

дм

, не более 50 18 - -

по п. 7.2

ГОСТ Р

51105-97

ASTM D

3831-94

Содержание 5,0 5,0 5,0 5,0 ГОСТ 1567-

фактических

смол,

мг/100см

, не

более

ASTM D

381-94

EN 5

Индукционн

ый период,

мин, не

менее

360 360 360 360

ГОСТ 4039-

ASTM D

525-95

ИСО 7636-94

Массовая

доля серы,

%, не более

0,05 0,05 0,05 0,05

ГОСТ Р

50442-92

ASTM D

1266-91,

2622-94,

4294-90;

ИСО 8754-92

Объемная

доля бензола,

%, не более

5 5 5 5

ГОСТ 29040-

90 ASTM D

4420-94,

3606-92,

4053-91

EN 238

Испытание

на медной

пластине

Выдерживает

, класс 1

Выдерживает

, класс 1

Выдерживает

, класс 1

Выдерживает

, класс 1

ГОСТ 6321-

ASTM D

130-94,

ИСО 2160-85

Внешний вид

Чистый,

прозрачный

Чистый,

прозрачный

Чистый,

прозрачный

Чистый,

прозрачный

По п. 7.3

ГОСТ

Р51105-97

Плотность

при 15˚С, кг/

700-750 725-780 725-780 725-780

ГОСТ Р

51105-97

ASTM D

1298-90,

5052-91

ИСО 3675-

93, 3838-83

Нормативной базой для выпуска таких автобензинов являются ГОСТ Р

51866-2002 «Топлива моторные. Бензин неэтилированный. Технические

условия», являющийся аутентичным переводом EN 228:1999 (Евро-3) и ТУ

38.401-58-350-2005 на бензины для автомобилей класса Евро-4. По ГОСТу

предполагается выпускать автобензины марок Регуляр Евро-92, Премиум

Евро-95 и Супер Евро-98, а по ТУ - Регуляр Евро-92/4, Премиум Евро-95/4 и

Супер Евро-98/4. Технология производства бензинов для автомобилей,

отвечающих требованиям Евро-3 и Евро-4, должна обеспечить нормы на

содержание в них серы не более 150 и 50 ррm, ароматических углеводородов

не более 42 и 35% об. соответственно. Кроме того, некоторые производители

продвигают на рынок свои марки автобензинов, отвечающие требованиям

Евро-3 и Евро-4. Так ОАО «ЛУКОЙЛ» в 2006 году начало производство

новых автомобильных бензинов с улучшенными эксплуатационными

свойствами под брендом «ЭКТО» (экологическое топливо): «ЭК-ТО-92» и

«ЭКТО-95». Новые автомобильные бензины «ЛУКОЙЛа» -«ЭКТО» по

своим свойствам соответствуют стандартам Евро-3 и превышают

требования государственных стандартов. Для улучшения эксплуатационных

свойств в новые автомобильные бензины «ЛУКОЙЛа» дополнительно

вводится многофункциональный пакет присадок, способствующий

улучшению моющих, антикоррозионных и других свойств.

Практика получения брендовых (фирменных) топлив путем добавления

на нефтебазах присадок в базовое топливо является общепризнанной в

странах Западной Европы. По данной технологии работают такие компании

как Shell, BP, Neste, Teboil и многие другие.

«ЛУКОЙЛ» получил допуск на использование присадок на территории

РФ, сертификат соответствия на присадки, гигиенический сертификат, а

также паспорт безопасности вещества (материалов). Испытания автобензинов

«ЭКТО» провело ЗАО «Нами-Хим».

Компания «ТНК-ВР» объявила о запуске в продажу нового

неэтилированного бензина ВР Ultimate с октановым числом 95 и 98,

реализация которого началась с 2006 г. на всех автозаправочных

комплексах ВР. ВР Ultimate содержит значительно меньше основных

компонентов загрязнения окружающей среды. В нем содержится меньше

серы, чем в обычном бензине, что позволяет сократить серные выбросы в

атмосферу на 66%.

По октановому числу российские бензины достигают таких же пока-

зателей, как в Европейском Союзе.

Но следует подчеркнуть, что российские автобензины в настоящее

время не полностью соответствуют европейским стандартам по ряду пока-

зателей.

Например, из табл. 1 видно, что по российскому ГОСТу допустимое

содержание бензола 5%, однако по стандартам Евро - 4 - 1%; серы -0,05%,

тогда как в ЕС - 0,0050%; ароматики - 55%, а в ЕС - 30%.

Таблица

Основные требования к качеству автомобильных бензинов в России и государствах –

членах ЕС

Параметр Россия ЕС (EN-228)

ГОСТ

2084

ГОСТ

Р51105-97

Евро-2

Евро– 3 с

2000г.

Евро-4 с

2005 г.

(норма на выброс автотранспортом)

Максимальное

содержание, %:

– бензола – 5,0 5,0 1,0 1,0

– серы 0,1 0,05 0,05 150 ppm 50 ppm

– ароматических

углеводородов

55* 55* - 42 30

– олефиновых

углеводородов

20* 20* - 18 14

– кислорода 2,7* 2,7* - 2,3 2,7

Фракционный

состав,

С:

– до 100

перегоняется, %, не

менее

– 40 - 46 46

– до 150оС

перегоняется, %, не

менее

– 85** - 75 75