Презентация "Химическая технология топлива" по физике – проект, доклад

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ТОПЛИВА И УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Лекция № 14

ТОВАРНЫЕ ПРОДУКТЫ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ И НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ

Газы

В промышленности вырабатываются смеси пропана и бутана: техническая зимняя (СПБТЗ) с содержанием С3 не менее 75 %, летняя (СПБТЛ), в ней содержание С4 не должно превышать 60 % и бутан – техническая (БТ), в ней содержится не менее 60 % бутана и бутеленов. Сжатый газ используется в качестве топлива для автомобильных карбюраторных двигателей.

Бензины

Выпускаются автомобильные бензины А–76 (минимально допустимое октановое число по моторному методу), А–80; АИ–91, АИ–93, АИ–95, АИ–98 (октановое число по исследовательскому методу). В качестве базовых компонентов автобензинов являлись бензины прямой перегонки нефти, в настоящее время используются бензины каталитического риформинга и крекинга, алкилаты (продукты изомеризации лёгких бензиновых фракций).

Требования, предъявляемые к бензинам

максимальное содержание антидетонатора – ТЭС от 0,24 до 0,50 г/кг; антиокислителя (параоксидифениламина) – 0,007–0,010 % фракционный состав: температура кипения в пределах 35–205 ºС. определяют давление насыщенных паров, плотность, кислотность, содержание фактических смол, серы, водорастворимых щелочей, воды и механических примесей.

Сжигание топлива в бензиновых двигателях

Температуры реакций предпламенного окисления для различных органических соединений различны:

Склонность моторных топлив к детонации характеризуется октановым числом (О.Ч.) О.Ч. изооктана и–С8Н18 (2,2,4–триметилпентан)=100 О.Ч. н-гептана (н–С7Н16)=0 Октановым числом испытуемого топлива называется процентное содержание изооктана в такой искусственной смеси его с н–гептаном, которая при стандартных условиях на стандартном одноцилиндровом двигателе детонирует так же, как и испытуемое топливо.

Октановые числа различных групп углеводородов

Авиационные бензины

Антидетонационные свойства бензинов характеризуются не только по октановому числу, но и сортности. Выпускают авиационные бензины марок Б95/130, Б91/115, Б–70. Сортность – это дополнительная характеристика к октановому числу; она означает увеличение мощности авиационного двигателя в процентах при переводе его с технического эталонного изооктана на данный бензин (богатая смесь с наддувом) при той же степени сжатия и отсутствии детонации. Величина сортности колеблется от 90 % до 130 %.

Экспериментальные методы определения О.Ч.

моторный метод (установки ИТ9–2М или УИТ–65), число оборотов вала – 900 об/мин исследовательский метод (установки ИТ9–6 или УИТ–65), число оборотов вала – 600 об/мин чувствительностью бензина – разность между октановыми числами, найденными исследовательским методом (О.Ч.и) и моторным методом (О.Ч.м)

Расчетные методы

формула БашНИИ для прямогонного бензина: для фракции НК–200 оС прямогонного бензина:

О.Ч.м = 100А + 70 ИП – 12 НП,

А, Н, ИП и НП – содержание в долях единицы ароматических, нафтеновых, изопарафиновых и нормальных парафиновых углеводородов соответственно.

Топлива для ВРД

вырабатывают на базе прямогонных фракций нефти и газойлей каталитического крекинга. В СНГ выпускают топлива марок ТС–1,Т–1, Т–2, РТ, выкипающие в интервале 60–280 ºС (применяют в двигателях с дозвуковой скоростью полета), и термостабильное топливо утяжеленного состава (195–315 ºС) – для двигателей со сверхзвуковой скоростью полета. Основные показатели качества топлив для реактивных двигателей (РД): плотность; теплота сгорания; фракционный состав; вязкость; температура начала кристаллизации; содержание аренов, серы, активных сернистых соединений, смол и непредельных соединений; термическая стабильность.

Дизельные топлива

выпускают топливо для быстроходных дизелей и газотурбинных двигателей наземной и судовой техники марок Л (летнее), З (зимнее), А (арктическое), а также моторное топливо для среднеоборотных и малооборотных дизелей марок ДТ и ДМ. Фракционный состав дизельных топлив (180–360 ºС) – средние дистиллятные фракции нефти, легкие газойли каталитического крекинга и гидрокрекинга. В настоящее время прошли испытания топлива с концом кипения 380–400 ºС.

К основным эксплуатационным характеристикам дизельных топлив относят воспламеняемость, фракционный состав, вязкость, коксуемость, температуру вспышки, помутнения, застывания, содержание смолистых и корродированных соединений.

Цетановое число

процентное (по объёму) содержание цетана (гексадекана) С16Н34 в смеси с -метилнафталином, эквивалентной по самовоспламеняемости испытуемому топливу при сравнении в стандартных условиях. цетановое число гексадекана принято за 100, а -метилнафталина – 0.

Экспериментально определяется на стандартном двигателе ИТ–9–3 методом совпадения вспышек при переводе с испытуемого топлива на эталонную смесь.

Парафиновые……………………………….. 60–102 Олефиновые ……………………………….. 50–90 Нафтеновые ……………………………….. 20–0 Ароматические ……………………………... 0–30

Расчетное определение ЦЧ

ЦЧ = tА – 15,5 оС

ЦЧ = 0,85 ПрУ + 0,1 НфУ – 0,2 АрУ

tА – температура анилиновой точки; ПрУ, НфУ, АрУ – содержание в топливе парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов в % (мас.) соответственно.

Газотурбинное и котельное топливо

Газотурбинное топливо получают из дистиллятов прямой перегонки, коксования и термического крекинга, применяют в стационарных газотурбинах и парогазовых энергетических установках. Котельное топливо (мазуты) получают из остатков прямой перегонки нефти, тяжелых газойлей каталитического крекинга, гидрокрекинга, термического крекинга и висбрекинга и т. д. Применяют котельное топливо для паровых котлов тепловых электростанций, судовых установок, различных промышленных печей (2 сорта: топочные марки 40 и 100, флотские – марки Ф 5, Ф 12).

Нефтяные масла

это смесь жидких высококипящих фракций. Нефтяные масла используют для снижения трения между твёрдыми поверхностями движущихся частей механизмов, станков и т. д. По области применения нефтяные масла подразделяют на смазочные и специальные; смазочные делят на индустриальные, моторные, масла для прокатных станков, вакуумные и т. д.

Парафины и церезины

Жидкие парафины получают карбамидной или адсорбционной депарафинизацией дизельных фракций. Используют для получения БВК (белково-витаминных концентратов), синтетических жирных кислот и ПАВ (поверхностно-активных веществ). Твёрдые парафины выделяют депарафинизацией дистиллятных масляных фракций. Их используют для пропитки бумаги, в производстве спичек, свечей, моющих средств, поверхностно-активных веществ. Церезины (в основном углеводороды изостроения) получают депарафинизацией остаточных масел или обработкой природных озокеритов. Применяют их в производстве смазок, вазелинов, мастик.