Главная Обратная связь

Дисциплины:






Использование антидетонационных добавок при производстве автомобильного бензина



Ароматические углеводороды (толуол, ксилолы) обладают высокой детонационной стойкостью и применяются как высокооктановые компоненты бензинов, а азотсодержащие производные ароматических углеводородов можно использовать как октаноповышающие добавки.

Рис. 5. Установка для разделения автомобильного бензина, в зависимости от фракций и величины октанового числа.

Антидетонационные свойства N-метиланилина были обнаружены практически одновременно с открытием антидетонационных свойств тетраэтилсвинца.


 

Таблица 2.

Результаты оценки антидетонационной эффективности добавок АДА, АвтоВэм, БВД и МТБЭ в различных бензиновых компонентах

Наименование компонента Октановые числа: М.М. (моторный метод), И.М. (исследовательский метод)
  Исходный 1% АДА 1% АвтоВэм 1,9% БВД 10% МТБЭ
  М.М. И.М. М.М. И.М. М.М. И.М. М.М. И.М. М.М. И.М.
Бензин прямой перегонки 58,8 62,1 64,4 65,8 70,0 69,4 66,7 67,9 66,0 66,8
Прирост ОЧ* - - 5,6 3,7 11,2 7,3 7,9 5,9 7,2 4,7
Бензин каталит. риформинга 84,2 94,2 86,2 96,7 87,3 98,7 86,6 97,3 68,1 96,0
Прирост ОЧ - - 2,5 3,1 4,5 2,4 3,1 1,9 1,8
Бензин каталит. риформинга 77,2 82,7 80,3 68,1 82,5 89,7 80,9 96,8 80,3 86,0
Прирост ОЧ - - 3,1 3,4 5,3 7,0 3,7 4,1 3,1 3,3
Бензин каталит. крекинга 79,7 89,8 91,5 81,5 92,0 81,3 91,8 81,2 92,2
Прирост ОЧ - - 1,3 1,7 1,8 2,2 1,6 1,5 2,4
Бензин коксования 59,2 62,8 66,5 68,4 73,1 63,5 67,1 64,6 68,3
Прирост ОЧ - - 3,8 3,7 9,2 10,3 4,3 4,3 5,4 5,5
Алкибензин 91,6 94,6 92,1 97,3 94,6 99,8 92,4 97,6 92,5 97,3
Прирост ОЧ - - 0,5 2,7 3,0 5,6 0,8 3,0 0,9 2,7

* ОЧ – октановое число



Добавка АДА — это практически N-метиланилина.

Добавка АвтоВэм — смесь N-метиланилина с марганецсодержащим компонентом.

Добавка БВД — смесь N-метиланилина с МТБЭ.

При использовании сочетания N-метиланилина с соединениями марганца отмечается синергетический эффект, то есть прирост октанового числа бензина при совместном использовании этих антидетонаторов больше, чем суммарный прирост в случае раздельного их применения в тех же концентрациях.

Наряду с антидетонаторами на основе марганца в составе неэтилированных бензинов могут быть использованы железосодержащие антидетонаторы: карбинол-ферроцены, диалкилферроцены и ферроцены.


 

3. Автомобильный бензин: требования, классификация, стоимость

3.1. Основные требования к автомобильным бензинам, предъявляемые при государственной сертификации[3]

Совместимость с неметаллическими материалами.

Автомобильные бензины не должны оказывать отрицательного влияния на материалы, с которыми они контактируют в процессе изготовления, транспортирования, хранения и применения.

При воздействии бензинов на резины, уплотнения и другие материалы они могут набухать, растрескиваться, терять свои прочностные характеристики и разрушаться.

Агрессивное воздействие топлива на резины и герметики в основном связано с вымыванием из них антиокислителя и дальнейшем разрушением, обусловленным образованием пероксидов при окислительных процессах, происходящих в самом топливе.

В связи с этим совместимость бензинов, содержащих оксигенаты, с резинотехническими материалами оценивают по результатам непосредственного их воздействия на резины.

Сущность контроля сводится к определению сохранения за время испытаний свойств образцов резинотехнических материалов и чистоты топлива.

Изменение физико-химических свойств резин под воздействием бензинов определяют по следующим показателям:

· изменение объема образца;

· изменение относительного удлинения при разрыве;

· изменение прочности образца при растяжении и твердости по Шору.

Испытания на совместимость бензинов с резинотехническими материалами проводят при постановке их на производство (см. комплекс методов квалификационной оценки автомобильных бензинов).

Недопустимость присутствия щелочи.

Чаще всего в бензинах может присутствовать щелочь после щелочной очистки из-за недостаточной отмывки ее водой. Щелочи коррозируют алюминий, поэтому присутствие их в бензинах недопустимо.

Попадание в бензин водорастворимых кислот, в частности сульфокислот, образующихся при глубоком окислении некоторых сераорганических соединений, вызывает сильную коррозию металлов.

Введение в состав бензинов спиртов и эфиров повышает их гигроскопическую и коррозионную активность. При попадании влаги в бензины коррозия металлов приобретает электрохимический характер, и скорость ее резко возрастает.

Спецификацией на бензины предусмотрено отсутствие в нем воды. Однако вода в бензине может находиться в растворенном состоянии, а также попадать в топливные емкости и накапливаться в них в свободном состоянии. Количество воды, находящейся в свободном состоянии, зависит от условий транспортирования и хранения.

Поэтому для надежной эксплуатации техники, резервуаров хранения и средств перекачивания бензинов важно, чтобы они не только сами не были агрессивными, но и обладали способностью уменьшать скорость электрохимической коррозии (защитные свойства) в системе топливо—металл—вода.

Для оценки защитных свойств бензинов используют два показателя: коррозионная активность в условиях конденсации воды и коррозионная активность в присутствии дистиллированной или морской воды.

В первом случае определяют потери массы стальной пластины за время испытаний в регламентированных условиях; во втором — визуальное определение доли поверхности стального стержня, пораженной коррозией.

Эффективным средством защиты от коррозии топливной аппаратуры и резервуаров для хранения является добавление в бензины специальных антикоррозионных присадок.

Коррозийная активность.

Автомобильные бензины должны быть химически нейтральными и не вызывать коррозию металлов емкостей, а продукты их сгорания — коррозию деталей двигателя. Коррозионная активность бензинов и продуктов их сгорания зависит от содержания общей и меркаптановой серы, кислотности, содержания водорастворимых кислот и щелочей, присутствия воды.

Эти показатели нормируют в спецификациях на автобензины.

Присутствие активных сернистых соединений в бензине определяют испытанием на медной пластинке.

Все сернистые соединения, содержащиеся в бензине, по коррозионному воздействию на металлы при обычных температурах подразделяют на соединения «активной серы» и соединения «неактивной серы». В первую группу входят сероводород, свободная сера и меркаптаны, т. е. соединения, которые могут вступать в химическое взаимодействие с металлами при обычных температурах. Остальные сернистые соединения относят ко второй группе.

Проба на медную пластинку довольно чувствительна для определения содержания в бензинах сероводорода и свободной серы.

При отрицательной пробе содержания сероводорода в бензине не превышает 0,0003%, а свободной серы — 0,0015%.

Химическая стабильность.

Химическая стабильность бензина характеризует его способность противостоять окислению и химическим изменениям при длительном хранении, транспортировании и применении в двигателе (в системе питания). Химическая стабильность бензинов прежде всего связана с наличием в их составе непредельных углеводородов, которые характеризуются повышенной склонностью к окислению. Наиболее склонны к окислению углеводороды, имеющие сопряженные двойные связи, особенно циклические. Малоустойчивы против окисления и ароматические углеводороды с двойной связью в боковой цепи.

С разветвлением молекулы олефина и при приближении двойной связи к ее середине стабильность олефинов понижается. Углеводороды (диены) с удаленными друг от друга двойными связями по стабильности приближаются к олефинам. Под влиянием температуры, кислорода, воздуха, каталитического воздействия металлов (свинца и др.) они быстро окисляются и полимеризуются с образованием смолистых веществ и кислот.

Образование смолистых веществ в результате окисления непредельных углеводородов под воздействием кислорода воздуха при обычных температурах проходит ряд промежуточных стадий. Первичными продуктами окисления углеводородов являются гидропероксиды — соединения малоустойчивые и склонные к быстрому превращению по различным направлениям в зависимости от условий окисления.

При низких температурах, характерных для хранения бензинов, гидропероксиды в основном взаимодействуют с исходными углеводородами с преимущественным образованием спиртов, которые, окисляясь, образуют альдегиды, кетоны и кислоты, которые, в свою очередь, претерпевают дальнейшие изменения. Наряду с этим гидропероксиды непредельных углеводородов способны полимеризоваться и инициировать реакции полимеризации непредельных углеводородов, приводя к образованию смолистых веществ.

В начальной стадии окисления содержание в бензине смолистых веществ незначительно, и они полностью растворимы в нем. По мере дальнейшего окисления количество смолистых веществ возрастает, строение их усложняется, и растворимость в бензине снижается. На некоторой стадии окисления бензина растворимость смолистых веществ падает настолько, что они выпадают из топлива и осаждаются на стенках и дне емкостей, трубопроводов или баке и топливной системе автомобиля.

Склонность автомобильных бензинов к смолообразованию зависит от температуры: резко возрастает с ее повышением, от поверхности соприкосновения бензинов с воздухом и металлами, от интенсивности обмена воздуха, а также от каталитического воздействия металлов. Сильное воздействие на химическую стабильность бензина оказывают медь и ее сплавы.

3.2. Классификация автомобильных бензинов[4]

Бензины классифицируют по разным основаниям, включая интервалы температур кипения, октановое число, содержание серы.

Крекинг-бензин представляет собой продукт дополнительной переработки нефти. Обычная перегонка нефти дает всего 10–20% бензина. Для увеличения его количества более тяжелые или высококипящие фракции нагревают с целью разрыва больших молекул до размеров молекул, входящих в состав бензина. Это и называют крекингом. Крекинг мазута проводят при температуре 450–550°С. Благодаря крекингу можно получать из нефти до 70% бензина.

Бензин газовый представляет собой продукт переработки попутного нефтяного газа, содержащий предельные углеводороды с числом атомов углерода не менее трех. Различают стабильный (БГС) и нестабильный (БГН ) варианты газового бензина. БГС бывает двух марок – легкий (БЛ) и тяжелый (БТ). Применяется в качестве сырья в нефтехимии, на заводах органического синтеза, а также для компаундирования автомобильного бензина (получения бензина с заданными свойствами путем его смешивания с другими бензинами).

Пиролиз – это крекинг при температурах 700–800°С. Крекинг и пиролиз позволяют довести суммарный выход бензина до 85%. Необходимо отметить, что первооткрывателем крекинга и создателем проекта промышленной установки в 1891 году был русский инженер В.Г.Шухов.

Этилированные бензины. Это вид бензинов, который получил своё название главным образом из-за входящей в его состав антидетонационной присадки антидетонатора - тетраэтилсвинца (ТЭС), служащей для повышения октанового числа в бензинах. ТЭС представляет собой маслянистую бесцветную жидкость с плотностью 1652,4 кг/куб.м. Температура кипения ТЭС составляет 200 градусов Цельсия, он растворим в бензине и органических растворителях, чрезвычайно ядовит, относится к первой группе опасности по отравляющему действию. ТЭС неустойчив - под действием температуры, солнечного света, воды, воздуха разлагается с образованием белого осадка.

Для отличия этилированных бензинов от неэтилированных первые окрашиваются в яркие цвета. Эффективно повышают октановое число бензинов первые 0,5-2 мл этиловой жидкости. Способность повышать свое октановое число от прибавления этиловой жидкости зависит от химического состава бензина. Превышение оптимального количества способствует увеличению нагарообразования и освинцовывания деталей. Образующиеся нагары провоцируют калильное зажигание. Отработанные газы автомобилей, работающих на этилированном бензине, имеют повышенную токсичность за счет свинцовых соединений.

3.3. Расчёт стоимости бензина марки АИ-95

Для изготовления бензина марки АИ-92 и выше используется бензин марки Brent-100, так как данная марка бензина имеет невзрывоопасное октановое число, а, следовательно, для её переработки не требуется процесс детонизации.

Для начала определим примерную стоимость одного литра не переработанной нефти. Зная стоимость одного барреля нефти (по данным Росстата она составляет 118,36$ за один баррель). Учитывая, что в одном барреле 163,65 литров мы получаем стоимость одного литра не переработанной нефти:

118,36/163,65=0,72$/1литр, что эквивалентно21 рублю 21 копейки

0,72*29,46=21,21

Используя данные РЖД по стоимости перевозки одной цистерны бензина (1200 литров) мы получаем транспортные затраты на перевозку одного литра.

5852,30/1200=4,87 руб.

По данным ОАО Газпром-Нефть еженедельное обслуживание нефтеперегонной установки составляет 175250,00. Зная, что через установку ежедневно проходит от 1000 до 3000 литров нефти. Мы получаем эксплуатационные расходы:

175250/7=25035,71 руб.

25035,71/3000=8,34.

25035,71/1000=25,02

Зная, что в эксплуатационные расходы входят и транспортные издержки, направленные на доставку от завода до АЗС мы получаем примерную стоимость бензина марки АИ-95: 21,21+8,34+4,87=34,42

21,21+25,02+4,87=51,10

Список литературы

1. Детонизация бензинов. // Сайт сети АЗС Пермского края. [Эл. ресурс]. Режим доступа: http://www.tnp-azs.ru/tehnol.html

2. Использование крекинга и риформинга на НПЗ. Официальный сайт компании ОАО «ГазпромНефтеХимСалават». Эл. ресурс]. Режим доступа: http://gpns.ru/marketing/oil/products/443

3. История появления бензина в России. // Форум клуба «автомобилисты Прикамья». [Эл. ресурс]. Режим доступа: http://super-chevrolet.narod.ru/relaksatsiya/istoriya_benzina

4. Классификация бензинов. //Официальный сайт государственной логистической компании Пермского края. [Эл. ресурс]. Режим доступа: http://promplace.ru/article_single.php?arc=25

5. Мазут. // Википедия. – [Эл. ресурс]. Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/%CC%E0%E7%F3%F2

6. Рудин М. Г., Драбкин А. Е., Краткий справочник нефтепереработчика. Л.., 1980.

7. Смидович Е. В., Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов. 3 изд., М., 1980 (Технология переработки нефти и газа, ч. 2);

8. Требования государственных стандартов к автомобильным бензинам. // Официальный сайт ФАС России. [Эл. ресурс]. Режим доступа: http://www.fas.gov.ru/

9. Устройство нефтеперерабатывающих заводов. // Официальный сайт компании «Лукойл». [Эл. ресурс]. Режим доступа: http://www.lukoil.ru/

10. Эрих В. Н., Расина М. Г., Рудин М. Г., Химия и технология нефти и газа, 3 изд., Л., 1985.

 


[1] Официальный сайт компании «Лукойл». Эл. ресурс: http://www.lukoil.ru/

[2] ОАО «ГазпромНефтеХимСалават». Эл. ресурс: http://gpns.ru/marketing/oil/products/443

[3] Официальный сайт антимонопольной службы. Эл. ресурс: http://www.fas.gov.ru/

[4] Официальный сайт государственной грузовой логистической компании Пермского края. Эл. ресурс: http://promplace.ru/article_single.php?arc=25





sdamzavas.net - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...