Контрольная работа по "Химии"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос 26.  Молекулярная масса нефтей и нефтепродуктов.

                    Основные формулы для расчета средней

                     молекулярной массы нефтяной фракции от средней

                     температуры кипения.

 

 

Молекулярный вес нефти  и нефтепродуктов имеет лишь усредненное  значение и зависит от состава  и количественного соотношения  компонентов смеси (М_ср.) – усред. зн. ММ

Нетрудно определить, что первый представитель жидких углеводородов, входящих в состав нефти, – пентан, имеет молекулярную массу 72. У смолистых веществ она может достигать величины 1.5 – 2.0 тыс. у. е. Для большинства нефтей средняя молекулярная масса находится в пределах 250–300 у. е. По мере увеличения диапазона кипения нефтяных фракций молекулярная масса (М_ср.) плавно увеличивается от 90 (для фракции 50–100⁰С) до 480 (для 550–600⁰С).

Для упрощенных технологических  расчетов существует формула Войнова:

 

М_ср. = а + bt + ct²_cр. (t_ср. – средняя температура кипения)

 

В частности, для алканов эта формула имеет вид:

М_ср. = 60 + 0.3 t_ср. + 0.001 t²_cр.

За рубежом для характеристики молекулярной массы нефтей и нефтепродуктов нередко используют формулу Крега, в которой фигурирует значение плотности  при 15⁰С:

М_ср. = 44.29·r¹⁵/(1.03 – r¹⁵)

Для более точного  определения среднего молекулярного  веса нефтепродуктов пользуются экспериментальными данными, полученными криоскопическим  и эбулеоскопическим методами.

Для технологических  расчетов молекулярной массы используют специальные графики зависимости средней молекулярной массы от средней температуры кипения или плотности нефти.

Молекулярные веса отдельных  нефтяных фракций обладают свойством  аддитивности, поэтому, зная молекулярную массу отдельных компонентов  и их содержание в смеси, можно  рассчитать средний молекулярный вес нефтепродуктов:

 

М_ср.= M₁n₁ + M₂n₂ + M₃n₃ + …

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос 38. Товарная классификация нефтепродуктов.

                    Основные виды жидких топлив.

 

Классификация нефтепродуктов

Ассортимент нефтеперерабатывающей промышленности насчитывает более 500 наименований газообразных, жидких и твердых нефтепродуктов в зависимости от их назначения (рис.1).

 

 

 

 

 

Основную группу нефтепродуктов представляют различные виды топлива. Моторное топливо, применяемое в двигателях внутреннего сгорания, составляет около 60 % объема всех нефтепродуктов. Моторное топливо — это светлые нефтепродукты, применяемые для сжигания в двигателях. В зависимости от типа двигателя используется топливо карбюраторное (бензин различных марок и сортов), дизельное или реактивное. Для эксплуатации транспортных и стационарных тепловых установок, а также промышленных печей используют котельное топливо. К нему относят мазут различных марок, сланцевое масло, топливо печное бытовое. Все нефтяное топливо, кроме котельного, подвергается очистке.

Вторую по объему производства ассортиментную группу нефтепродуктов составляют нефтяные масла. Смазочные  масла применяются для уменьшения силы трения и снижения износа трущихся поверхностей узлов механизмов и машин. Несмазочные материалы выполняют функцию антикоррозионных средств.

Углеродные и вяжущие  материалы составляют третью группу товарных нефтепродуктов. Их получают вакуумной перегонкой и окислением остатков перегонки нефти. Применяют их в строительно-дорожных работах как кровельно-изоляционный материал и для специальных целей.

Нефтехимическое сырье, так называемые твердые углеводороды, получают разделением и очисткой продуктов, выделяемых при депарафинизации — удалении парафина из нефтяных фракций. К ним относятся парафин, церезин и др. Товарными нефтепродуктами этой группы являются также растворители.

 

К жидкому топливу  в основном относят сырую нефть, различные нефтепродукты и мазут. 
При сжигании жидкого топлива (мазута), имеющего высокую вязкость, одна из основных задач - распыление его на мелкие капельки.

 

Агрегатное состояние	Топливо естественное	Топливо искусственное
Газообразное	Природный и нефтепромысловый газы	Газы (генераторный, водяной, светильный, коксовый, нефтеперерабатывающих  заводов)
Жидкое	Нефть	Бензин, керосин, дизельное  топливо, смазочное масло, спирт, различные смолы

 

Вопрос 47.  Автомобильные  бензины с улучшенными 

                    экологическими и эксплуатационными свойствами

                   (реформулированные бензины).

 

 

 

В настоящее время в  России вырабатывают следующие марки  автомобильных бензинов: АИ-80 (А-76), АИ-92,АИ-95иАИ-98.

В соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р 51105-97

«Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный 

бензин.

Осуществляется производство неэтилированных бензинов:

«Нормаль-80»  с октановым числом по исследовательскому методу не

менее 80 ед.;

«Регуляр-92»  с октановым числом по исследовательскому методу не

менее 92 ед.;

«Премиум-95»  с октановым числом по исследовательскому методу не

менее 95 ед.,

«Супер-98» с  октановым числом по исследовательскому методу не

менее 98 ед.,

Бензин «Нормаль-80»  предназначен для использования  на грузовых

автомобилях с  карбюраторными двигателями наряду с бензином А-76

по ГОСТ 2084-77.

Дополнительное  нормирование октанового числа по

исследовательскому методу обеспечивает более высокое качество

бензина, так  как фактическое значение октанового числа по

исследовательскому  методу бензинов А-76, вырабатываемых по ГОСТ

2084-77, находятся  в пределах 74—82 ед., что в ряде случаев ниже

установленной в ГОСТ Р 51105-97 нормы (не менее 80 ед.).

Неэтилированный бензин «Регуляр-92» предназначен для применения на

автомобилях взамен этилированного бензина АИ-93.

Автомобильные бензины «Премиум-95» и «Супер-98» предназначены в

основном для  зарубежных автомобилей, ввозимых в Россию.

Применение неэтилированных  автомобильных бензинов,

вырабатываемых  по ГОСТ Р 51105-97, дает возможность обеспечить

выполнение норм на выбросы Евро-2 автомобилями, оснащенными

каталитическими нейтрализаторами отработавших газов.

Вырабатывают неэтилированные автобензины марок:

 «Регуляр ЕВро-92», «Премиум Евро-95» и «Супер Евро-98».

Эти бензины  предназначены для использования  на автомобилях с

бензиновыми двигателями, отвечающим требованиям Евро-3.

Климатические условия на территории России таковы, что повсеместное

применение бензинов с одинаковой испаряемостью нецелесообразно и

практически невозможно.

Поэтому бензины  подразделяют на зимний и летний.

Ддля более рационального использования бензины по предложению ОАО

  «АвтоВаз» имеют 5 классов испаряемости, а по ГОСТ Р 51866-2002

—10 классов испаряемости, для применения в различных

климатических районах.

Наряду с автобензинами  для внутреннего потребления

 нефтеперерабатывающие  предприятия вырабатывают автомобильные

 бензины для экспорта, которые также применяются в России.

Основная масса  бензина АИ-92 вырабатывается по ТУ 38.001165-2003

«Бензины автомобильные экспортные».

С целью обеспечения  Москвы и других регионов с высокой  плотностью

 автомобильного транспорта автомобильными бензинами

с улучшенными экологическими свойствами нефтеперерабатывающие

заводы вырабатывают автобензины по техническим условиям с более

жесткими нормами  на содержание бензола и ароматических 

углеводородов.

Так, ОАО «Московский  НПЗ» вырабатывает бензины по ТУ 38.401-58-

171-96 «Бензины  автомобильные неэтилированные  с улучшенными

экологическими  свойствами (городские)», а ОАО

«Славнефть-Ярослав-нефтеоргсинтез»  — бензины «Яр Марка» по ТУ

38.301-25-41-97.

Требования к  качеству указанных автобензинов представлены в табл. 8.

Перспективы развития производства товарных автомобильных бензинов

связаны с увеличением доли выработки высокооктановых бензинов (92

ед. и выше по и. м.). Следует отметить, что повышение  октанового числа 

на каждую единицу позволяет снизить расход топлива автомобилем

на 1%, т. е. при  применении автобензина АИ-92 взамен АИ-80 экономия

бензина составит 12%.

Однако это  не значит, что, если в двигатель- работающий на бензине А-

76, залить бензин  АИ-92, то получим указанную экономию. Наоборот,

двигатель будет  перегреваться, и могут прогореть  клапана.

Высокооктановые бензины имеют более высокое  качество и по другим

показателям: меньшее  содержание общей и меркаптановой  серы,

меньшую коррозионную агрессивность и содержание смолистых 

веществ, более высокую химическую стабильность и т. д.

В ближайшее  время следует ожидать расширения ассортимента

присадок к  бензинам(прежде всего моющих) и  повышение их эффек-

тивности, что  позволит снизить вредные выбросы  с отработавшими 

газами и повысить надежность работы и долговечность эксплуата-

ции автомобилей.

        

 

 Вопрос 56. Жёсткая работа дизельного двигателя.

                   Причины.

 

Жесткая работа дизельного двигателя наблюдается в том случае, когда увеличивается период задержки воспламенения. Это может быть при неблагоприятном химическом составе топлива: углеводороды топлива окисляются трудно, но цикловая подача его продолжается, топлива в камере сгорания накапливается все больше, а воспламенения еще не происходит. Наконец, воспламеняется сразу большая часть циклового заряда, выделяется основное количество тепловой энергии, резко возрастает давление, слышны характерные стуки, мощность падает.

О жесткости работы принято  судить по нарастанию давления на 1°  поворота коленчатого вала. В зависимости от конструкции двигателя жесткая работа может возникать при разной интенсивности горения. Обычно считают, что при нарастании давления до 0,25—0,50 МПа  на 1° поворота коленчатого вала двигатель работает мягко, при 0,6—0,9 МПа —  жестко, а более 0,9 МПа — очень жестко, быстро выходя из строя.

При жесткой работе наблюдается повышенный износ деталей двигателя, особенно вкладышей подшипников, деформация поршневых колец, возрастает прорыв газов в картер, повышается расход топлива. По внешним признакам и последствиям жесткая работа дизелей напоминает детонацию в карбюраторных двигателях, но причины их возникновения диаметрально противоположны. Они зависят от химического состава топлива, т. е. от характера протекания процессов окисления углеводородов. Если в дизельном топливе много легковоспламеняющихся углеводородов, то оно быстро воспламеняется, и двигатель работает мягко. Эти же углеводороды в бензине вызывают детонацию карбюраторного двигателя. О склонности дизельного топлива к самовоспламенению и возникновению жесткой работы судят по цетановому числу.

Образование горючей  смеси и интенсивность ее сгорания в дизельных двигателях зависят от многих причин: давления и температуры сжатого воздуха, тонкости распыла, количества топлива в воздухе, испаряемости. Но основное значение имеет химический состав топлива, определяющий не только температуру его воспламенения, но и период задержки воспламенения, т. е. время, которое проходит с момента начала подачи топлива до момента его самовоспламенения.

В любом дизеле сложному процессу самовоспламенения топлива всегда предшествует период задержки. За это короткое время в камере сгорания происходят физические (распыл, перемешивание с воздухом, нагревание, испарение) и сложные химические (различные стадии окисления молекул топлива) процессы. В результате выделяется 10—15% энергии, заключенной в топливе, и накапливается тепло. Температура повышается, и топливо воспламеняется. Температуру, до которой нужно нагреть топливо в смеси с кислородом воздуха, чтобы началось его горение, называют температурой самовоспламенения.

Современные методы исследования, например скоростная киносъемка, позволили установить, что в дизельных двигателях образуются объемные очаги пламени, возникающие одновременно в нескольких местах по внешней оболочке струи впрыскиваемого топлива. Скорость распространения пламени здесь достигает 1000 м/с. Количество возникающих очагов зависит от интенсивности протекания предпламенных реакций (окисления) и продолжительности периода задержки воспламенения. Процесс сгорания протекает благоприятнее, если период задержки небольшой.