Большая техническая энциклопедия
2 3 6
A N P Q R S U
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ХА ХВ ХЕ ХИ ХЛ ХО ХР ХУ

Химическая стабильность - бензин

 
Химическая стабильность бензина характеризует его способность противостоять химическим изменениям при хранении, транспортировании и применении. Одним из факторов, определяющих химическую стабильность бензина, является присутствие в нем фактических смол. В небольшом ( допустимом) количестве фактические смолы содержатся даже в бензине, только что поступившем с завода.
Химическая стабильность бензинов определяет способность про - тивостоятьхимическим изменениям в процессах хранения, транспортирования и длительной их эксплуатации. Для оценки химической стабильности нормируют следующие показатели: содержание факти - ческих смол и индукционный период.
Химическая стабильность бензина зависит от состава и строения содержащихся в нем углеводородов, от количества и характера неуглеродных примесей, а также от эффективности добавленных антиокислительных присадок.
Влияние противоокислителя на изменение концентрации фактических смол в бензине термического крекинга при хранении в автомобильном баке. Химическая стабильность бензинов зависит от содержания и типа сероорганических соединений. Меркаптаны, сульфиды и дисульфиды задерживают развитие процесса окисления бензинов, не содержащих антиокислительных присадок. Наибольший ингибирующий эффект наблюдается при введении в бензин ароматических меркаптанов.
Химическая стабильность бензинов при хранении зависит от температуры. В результате многолетних наблюдений за изменением качества бензинов на складах горючего в различных климатических зонах страны было установлено, что при повышении средней годовой температуры воздуха, а следовательно, и средней температуры хранящегося продукта скорость изменения концентрации фактических смол и кислотности заметно возрастает. При этом было отмечено, что изменение концентрации смол происходит волнообразно с общей тенденцией к возрастанию, а увеличение кислотности происходит равномерно.
Химическая стабильность бензинов определяет способность противостоять химическим изменениям в процессах хранения, транспортирования и длительной их эксплуатации. Для оценки химической стабильности нормируют следующие показатели: содержание фактических смол и индукционный период.
Чем ниже химическая стабильность бензина, т.е. чем более склонны бензины к окислению, тем чаще возникают различные проблемы при его хранении и применении на автомобилях.
Ухудшению химической стабильности бензина и ускорению процесса смолообразования способствует загрязнение, обводнение и высокая температура бензина, что наблюдается при небрежном хранении.
На химическую стабильность бензинов при хранении заметное влияние оказывает и контактирование с металлами. При исследовании каталитического воздействия металлов на окисление бензинов было установлено, что наиболее активными являются медь и сплавы на ее основе, а наименьшей активностью обладают свинец и железо. Цинк и алюминий и их сплавы занимают промежуточное положение.
На химическую стабильность бензинов при хранении также оказывает влияние объем тары. При его уменьшении возрастает относительная площадь контакта бензина с металлической поверхностью и ее каталитическое влияние на окисление усиливается; при этом также повышается интенсивность массо-обменных процессов.
Под химической стабильностью бензина понимают способность сохранять без изменений свой химический состав. Такие отрицательные явления, как окисление и осмоление бензинов, выпадение антидетонатора, обуславливаются недостаточной химической стабильностью топлива.
Относительной мерой химической стабильности бензинов является длительность индукционного периода, определяемая в условиях ускоренного окисления. Ускорение процесса окисления достигается тремя путями: повышением температуры, увеличением концентрации кислорода и повышением давления. В стандартном методе определения индукционного периода окисление проводят в металлической бомбе в среде кислорода под давлением 7 кгс / см и при температуре 100 С. За индукционный период принимается время в минутах, в течение которого давление кислорода в бомбе в условиях испытания не снижается, а следовательно, не происходит и поглощения кислорода. Индукционный период нормируется для автомобильных бензинов и должен быть не менее 360 - 800 мин для разных сортов. Определяют индукционный период на месте производства бензина и до его этилирования.
Для повышения химической стабильности бензинов к ним добавляют ингибиторы окисления, обеспечивающие возможность длительного хранения бензинов, содержащих крекинг-компоненты: антиокислитель древесно-смоляной, параоксидифениламин и другие.
Такое ограничение химической стабильности бензина было вызвано тем, что во время войны операции войск союзников производились и в жарких климатических условиях. В результате было предложено применять для таких районов бензины с индукционным периодом 480 мин. Бензины, включающие компоненты, очищенные медными солями, должны содержать, кроме того, деактиватор меди.

Относительной мерой химической стабильности бензинов является длительность индукционного периода, определяемая в условиях ускоренного окисления. Ускорение процесса окисления достигается тремя путями: повышением температуры, увеличением концентрации кислорода и повышением давления. В стандартном методе определения индукционного периода окисление проводят в металлической бомбе в среде кислорода под давлением 0 7 МПа ( 7 кгс / см2) и при температуре 100 С. За индукционный период принимается время в минутах, в течение которого давление кислорода в бомбе в условиях испытания не снижается, а следовательно, не происходит и поглощения кислорода. Индукционный период нормируется для автомобильных бензинов, он должен быть не менее 360 - 900 мин для разных сортов. Определяют индукционный период на месте производства бензина и до его этилирования.
Относительной мерой химической стабильности бензинов является длительность индукционного периода, определяемая в условиях ускоренного окисления. Ускорение процесса окисления достигается повышением температуры, увеличением концентрации кислорода и повышением давления. В стандартном методе определения индукционного периода окисление проводят в металлической бомбе в среде кислорода под давлением 0 7 МПа и при температуре 100 С. За индукционный период принимают время ( в минутах), в течение которого давление кислорода в бомбе в условиях испытания не снижается, а следовательно, не происходит и поглощения кислорода.
Для повышения химической стабильности бензинов к ним добавляют ингибиторы окисления, обеспечивающие возможность длительного хранения бензинов, содержащих крекинг-компоненты: антиокислитель древесно-смоляной, параоксидифениламин и другие.
Влияние сероорганических соединений ( 0 05 % S на антидетонационные свойства бензина с ЦТМ. Коррозионная агрессивность и химическая стабильность бензинов с ЦТМ примерно такая же, как и бензинов, содержащих ТЭС. Кислотность бензинов после добавления ЦТМ не изменяется.
Рассмотрим подробнее зависимость химической стабильности бензинов от их химического состава.
Описанное явление регламентируется такими показателями химической стабильности бензина, как индукционный период и концентрация фактических смол. К показателям качества бензина, наиболее склонным к ухудшению в условиях хранения, относятся также фракционный состав, а для этилированного содержание тетраэтилсвинца ( ТЭС), выноси-теля свинца и октановое число. Отклонение значений указанных показателей качества бензина от требований ГОСТ 2084 - 77 в основном и определяет предельно допустимые сроки его хранения в различных температурных и климатических условиях, после чего необходимо исправление его качества путем смешения со свежевыработанным бензином одноименной марки, а это связано с большими трудовыми и материальными затратами. Поэтому для повышения химической стабильности бензинов на заводах в них вводят антиокислительные присадки.
Вторая группа методов предусматривает определение химической стабильности бензинов путем измерения их способности вступать в реакции с некоторыми химическими соединениями.
Вымываемость антиокислителей и снижение химической стабильности бензинов при обработке их водой. Применение такой концентрации антиокислителя улучшает химическую стабильность бензина и не ухудшает других эксплуатационных свойств.
Достаточно эффективным и экономичным способом повышения химической стабильности бензинов является введение специальных антиокислительных присадок ( ФЧ-16, ионол и др.) - Антиокислительные присадки, кроме предотвращения окисления алкенов, весьма эффективны и в - стабилизации свинцовых антидетонаторов.
В исследовательской практике применяются методы оценки химической стабильности бензинов или их фракций при атмосферном или небольшом избыточном давлении.
Однако повышение температуры в реакторе ограничивается химической стабильностью бензина. Поэтому крекинг тяжелого сырья целесообразно разбивать на две стадии, первую из которых следует лести при высокой температуре ( 550 С) и большой объемной скорости, а вторую, в которой получается целевой продукт - бензин, прп болоп низкой температуре, обеспечивающей получение стабильного бензина.
Из материалов предыдущей главы известно, что химическая стабильность бензинов зависит не только от углеводородного состава, но и от наличия в бензине специальных противоокисли-тельных присадок, которые позволяют значительно увеличивать длительность индукционного периода.
Эффективность пиролизатов различного происхождения.
Эффективность антиокислителя в таких концентрациях резко уменьшается, химическая стабильность бензинов падает.
Нами проведено исследование влияния индивидуальных сераорганических соединений на химическую стабильность бензина одноступенчатого крекинга, товарного бензина А-72, бензина термического крекинга и их фракций.
Химическая стабильность различных крекинг-дистиллятов. Если для крекинга используется более тяжелое сырье, то химическая стабильность бензина снижается. При каталитическом крекинге мазута в жестких условиях образуется малостабильный бензин с индукционным периодом менее 60 мин. Такой бензин не может служить компонентом автомобильного бензина, его облагораживают очисткой.
Метод определения суммы продуктов окисления позволяет также оценить влияние на химическую стабильность бензинов противоокислительных присадок. Так, при введении в базовый бензин ( смесь бензинов прямой перегонки и термического крекинга) различных противоокислителей было отмечено значительное уменьшение величины этого показателя.
Именно Н - перенос обусловливает повышенные выход топливных фракций и химическую стабильность бензинов каталитического крекинга.
Таким образом, использование противоокислительных присадок практически полностью решает проблему повышения химической стабильности бензинов, вырабатываемых на базе компонентов термического и каталитического крекинга.
Таким образом, один индукционный период не в полной мере характеризует химическую стабильность бензина, проявляющуюся непосредственно в двигателе.
Химический состав и стабильность бензинов термического крекинга разных нефтей. Однако кислородные соединения фенольного типа обладают антиокислительными свойствами и в их присутствии химическая стабильность бензинов возрастает. Им установлено, что такие природные антиокислители представляют собой вещества фенольного характера.
Из данных табл. 8.4 следует, что, несмотря на значительное повышение химической стабильности бензинов при введении противоокислительных присадок, их склонность к отложениям или практически не изменяется, или даже увеличивается. Последнее можно объяснить как различными условиями окисления бензина при определении индукционного периода и во впускной системе двигателя, так и непосредственным участием противоокислительных присадок, являющихся высокомолекулярными веществами, в процессе образования отложений. Следует также учитывать, что отложение высококипящих смолистых веществ во впускной системе происходит при постоянном их омывании свежими порциями хвостовых фракций бензина, движущихся по впускному трубопроводу в виде жидкой пленки. Поэтому количество образующихся отложений зависит также от моющей способности бензина. Чем больше в бензине ароматических углеводородов, тем лучше он растворяет образующиеся смолистые вещества, и при всех остальных одинаковых условиях ( концентрация фактических смол, химическая стабильность, наличие присадок) склонность бензина к низкотемпературным отложениям уменьшается.
В спецификациях последующих лет индукционный период автобензинов уже не нормируется, так как необходимая химическая стабильность бензинов обеспечивается вовлечением в них высококачественных компонентов.
Более полная очистка от сернистых соединений, а также частичное удаление непредельных углеводородов для повышения химической стабильности бензина достигаются обработкой серной кислотой. Однако сернокислотная очистка сопровождается значительными потерями бензина с полимерами, а также требует дополнительной ( так называемой вторичной) перегонки бензина. Техническими нормами на нефтепродукты содержание серы в крекинг-бензинах сернистых нефтей допускается до 0 6 %, что дает возможность ограничиваться щелочной очисткой.
Как показали А. А. Михновская и Форст2, реакция перераспределения водорода является основной причиной, обусловливающей высокую насыщенность и отсюда большую химическую стабильность бензинов, получаемых при каталитическом крекинге.
Кроме влияния на коррозионные свойства бензина и его приемистость к антидетонатору, некоторые сернистые соединения могут ухудшать и химическую стабильность бензина. Так, имеются указания, что меркаптаны ускоряют смолообразование иногда даже энергичнее, чем диолефины с сопряженными связями.

Влияние воды на коррозионные свойства этилированных бензинов нами не рассматривается; в настоящей главе рассматривается только влияние воды на химическую стабильность бензинов.
Однако каталитическая очистка используется не только в случае бензинов, обогащенных олефинами, но и для сравнительно бедных олефинами бензинов, например для повышения химической стабильности бензинов каталитического крекинга. Вторичная каталитическая переработка бензинов каталитического крекинга с целью снижения в них содержания олефинов проводится часто па установках каталитического крекинга Гудри, в том числе на установке в Поулсборо, на заводе в Маркус Хук.
Интересно то, что до последнего времени в США применяется оценка качества бензина по образованию смол в медной чашке и многие поставщики бензина считают малое количество смол при этом определении одной из наиболее надежных гарантий химической стабильности бензина при последующем его хранении. В основном же методы оценки качества бензина принципиально не отличаются от применяемых в СССР.
Детальные исследования по определению оптимальной концентрации деактиваторов для подавления каталитического действия металлов, встречающихся при хранении и применении автомобильных бензинов, показали, что увеличение концентрации от 0 до 0 010 % почти пропорционально увеличивает химическую стабильность бензина, добавление деактиватора в концентрации свыше 0 010 % малоэффективно, так как лишь незначительно улучшает стабильность бензинов. Следует отметить, что если действие деактиватора заключается в том, что он связывает растворенные ионы металла, то можно предположить, что добавление деактиватора может вызвать увеличение степени растворения металла в бензине. Для проверки этого предположения были поставлены опыты по окислению бензина в присутствии меди с разным, заведомо большим, количеством деактиватора.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11