Требования к качеству и технологии получения автомобильных бензинов по современным отечественным стандартам

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Национальный минерально-сырьевой университет (Горный)

Кафедра ПТиПЭ

Реферат

По дисциплине: «Технический и групповой анализ топлив»

На тему: «Требования к качеству и технологии получения автомобильных бензинов по современным отечественным стандартам»

Выполнила: студент гр. ТХ-11-2

Цакаева Л. В.

Проверила: Кондрашева Н.К.

Санкт-Петербург

2014 год

Содержание

Введение

1. Требования к качеству автомобильных бензинов

1.1 Требования, которые предъявляют производители двигателей с искровым зажиганием к качеству применяемых бензинов

1.2 Требования к качеству вырабатываемых автобензинов, обусловленные техническими возможностями отечественной нефтепереработки

1.3 Требования, связанные с транспортированием и хранением бензинов

2. Технология производства автомобильных бензинов

Заключение

Список литературы

Введение

Автомобильный транспорт является основным потребителем нефтяного топлива.

В настоящее время в мире эксплуатируется более 600 млн. единиц транспорта и суммарное мировое потребление моторных топлив составляет около 1,75 млрд т/год, в том числе на долю автомобильных бензинов приходится более 800 млн т/год. Еще недавно считалось, что моторное топливо нефтяного происхождения будет активно вытесняться альтернативными видами топлива: сжиженным нефтяным газом, сжатым и сжиженным природным газом, спиртами, водородом и др. Однако освоение альтернативных видов топлив встречает определенные технические и экономические трудности, поэтому есть уверенность, что жидкое топливо нефтяного происхождения останется на ближайшие десятилетия основным как для двигателей с искровым зажиганием, так и для дизельных двигателей. Ассортимент и качество вырабатываемых и применяемых бензинов определяются структурой автомобильного парка страны, техническими возможностями отечественной нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, а также экологическими требованиями, которые в последнее время стали определяющими показателями качества и технологии получения чистых бензинов. Отрицательное влияние выбросов автотранспорта на окружающую среду приводит к необходимости ужесточать нормы на состав отработавших газов автомобилей.

Продукты сгорания бензинов, содержащиеся в отработавших газах автомобиля, поступают в атмосферу, загрязняя окружающую среду. Особенно сильное загрязнение воздушного бассейна отработавшими газами наблюдается в крупных городах с большим числом эксплуатируемых автомобилей.

Так например в Санкт-Петербурге, где эксплуатируется около 2 млн 500 тыс. автомобилей, выброс в атмосферу вредных веществ с отработавшими газами составляют около 1 млн т/год. Такое загрязнение окружающей среды автотранспортом отнимает у каждого жителя столицы от трех до пяти лет жизни.

С целью снижения вредных выбросов автомобилями их стали оборудовать каталитическими системами нейтрализации отработавших газов, что потребовало ужесточения требований к качеству применяемого бензина.

Целью данной работы является описание качества и технологии получения автомобильных бензинов.

Здесь изложены общие сведения о технологии производства автомобильных бензинов, их физико-химических свойствах и методах оценки их качества.

1. Требования к качеству автомобильных бензинов

Требования, предъявляемые к качеству современных автомобильных бензинов, подразделяют на четыре группы:

1. От производителей автомобилей для обеспечения нормальной работы двигателя;

2. От производителей бензинов, обусловленные возможностями нефтеперерабатывающей промышленности

3. Связанные с транспортированием и хранением автомобильных бензинов;

4. Экологические

1.1 Требования, которые предъявляют производители двигателей с искровым зажиганием к качеству применяемых бензинов

• Сжигание бензина в смеси с воздухом в камере сгорания должно происходить с нормальной скоростью без возникновения детонации на всех режимах работы двигателя в любых климатических условиях. Это требование устанавливает нормы на детонационную стойкость бензина.

• Необходимо, чтобы бензин имел высокую теплоту сгорания, минимальную склонность к образованию отложений в топливной и впускной системах, а также нагара в камере сгорания. Продукты сгорания не должны быть токсичными и коррозионно-агрессивными.

• Испаряемость бензинов должна обеспечивать приготовление горючей смеси при любых температурах эксплуатации двигателей.

Это требование регламентирует такие свойства и показатели качества бензина, как фракционный состав, давление насыщенных паров, склонность к образованию паровых пробок. Производство автомобильных бензинов осуществляется на сложном комплексе различных технологических процессов переработки нефти.

1.2 Требования к качеству вырабатываемых автобензинов, обусловленные техническими возможностями отечественной нефтепереработки

Эти требования накладывают ограничения на показатели фракционного и углеводородного состава, содержание серы и различных антидетонаторов.

Условия массового производства требуют обеспечения возможности использования нефтяного сырья с возможно более широким варьированием по углеводородному и фракционному составам, и содержанию различных сернистых соединений, определенным образом влияющих на установление норм в спецификациях на соответствующие показатели качества бензинов.

В целях увеличения выхода бензина из перерабатываемого нефтяного сырья производство заинтересовано в повышении температуры конца кипения, а эффективное использование бензина в двигателе возможно при определенном ограничении содержания высококипящих фракций.

Нормы на показатель детонационной стойкости устанавливаются на уровне, достижимом с использованием имеющихся технологических процессов, компонентов и присадок, допущенных к применению в составе бензинов.

Требования производителей автомобилей очень часто идут вразрез с требованиями нефтепереработчиков, и в этих случаях необходимо определить оптимальный экономически целесообразный уровень этих требований.

1.3 Требования, связанные с транспортированием и хранением бензинов

Такие требования обусловлены необходимостью сохранения их качества в течение нескольких лет. Автомобильный бензин с завода-изготовителя по существующим продуктопроводам, железнодорожным, водным и автомобильным транспортом подается на крупные региональные перевалочные нефтебазы. С этих баз хранения бензин поступает на нефтебазы, снабжающие автозаправочные станции (АЗС), а далее автомобильными цистернами на АЗС.

Транспортирование, хранение и применение бензина непосредственно на автомобилях осуществляются в различных климатических условиях при температуре окружающего воздуха от - 50 до + 45 , при этом необходимо обеспечить нормальную работу двигателя.

Требования, связанные с транспортированием и хранением, регламентируют такие свойства автобензина, как физическая и химическая стабильность, склонность к потерям от испарения и образованию паровых пробок, растворимость воды, содержание коррозионно-агрессивных соединений и т. д.

В соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р51105-97 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия» и ГОСТ 51866-2002 осуществляется производство неэтилированных бензинов:

1. «Нормаль-80» с октановым числом по исследовательскому методу не менее 80 ед.;

2. «Регуляр-92» с октановым числом по исследовательскому методу не менее 92 ед.;

3. «Премиум-95» с октановым числом по исследовательскому методу не менее 95 ед.,

4. «Супер-98» с октановым числом по исследовательскому методу не менее 98 ед.,

Технические требования к автобензинам по ГОСТ Р51105-97 и ГОСТ 51866-2002 представлены в табл. 1.

Таблица 1

ГОСТ Р 51866-2002 Топлива моторные. Бензин неэтилированный. Технические условия

Гост соответствует Европейской нормали EN-228-2004 (Евро-4), принятой Европейским комитетом по стандартизации 24.12.2003 г.

Установлены предельные концентрации оксигенатов (метанол, этанол-до 5%, изопропиловый и изобутиловый спирты, эфиры и др.), общая объемная доля которых не должна превышать 60%. Концентрация серы - не более 0,005% для вида 2, и не более 0,001% для вида 3.

В зависимости от климатического района автомобильные бензины подразделяются по испаряемости на 10 классов.

В соответствии с ГОСТ Р 51866-2002 выпускаются бензины Регуляр Евро-92, Премиум Евро-95 и Супер Евро-98. Объем производства менее 1%.

Для улучшения эксплуатационных качеств бензинов допускается использовать присадки, не оказывающие побочных вредных воздействий.

Без производства в стране топлив, соответствующих требованиям Евро 3 или Евро 4, невозможно ни увеличить срок смены моторных масел, ни обеспечить ресурс работы нейтрализаторов отработавших газов.

Наличие серы в топливе сводит все усилия организаций, работающих над созданием долго работающих масел на нет или приводит к неоправданно-резкому удорожанию стоимости каждой тысячи километра ресурса работы моторного масла до его замены.

Бензол, не полностью сгорая в цилиндре двигателя, догорает на нейтрализаторе, раскаляя и преждевременно выводя его из строя с образованием онкологических опасных бензоперенов.

ГОСТ Р51105-97 Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия

Разработан ГОСТ Р51105-97 с учетом требований Европейского стандарта EN 228-1993 (ЕВРО-2).

Устанавливает требования по 13 показателям к четырем маркам бензинов: “Нормаль-80”, “Регуляр-92”, “Премиум-95”, “Супер-98”.

Введен ГОСТ с 1.01.99 году и допускается применять при производстве автомобильных бензинов кислородосодержащие компоненты, другие высокооктановые добавки, а также антиокислительные и моющие присадки, улучшающие экологические показатели бензинов и допущенные к применению.

В зависимости от климатического района автомобильные бензины подразделяются на 5 классов по испаряемости, что позволяет более индивидуально подходить к выбору бензина в зависимости от условий эксплуатации автомобилей.

В ГОСТ Р51105-97 наряду с отечественными государственными стандартами включены международные стандарты на методы испытаний (ISO, EN228, ASTM).

Повышение качества автомобильного бензина в настоящий момент решается за счет:

1. Отказа от применения в составе бензинов антидетонационных присадок на основе марганца и железа.

2. Снижения содержания в бензинах серы до 0,001%.

3. Снижения содержания в бензинах ароматических углеводородов до 35%, олефиновых углеводородов до 14%.

4. Нормирования содержания смол на месте потребления на уровне не более 5 мг/100 мл. двигатель зажигание качество бензин

5. Дифференциация показателей качества по фракционному составу и давлению насыщенных паров на 10 классов.

6. Введение фирменной окраски производителями автомобильных бензинов для повышения эффективности борьбы с производителями суррогатного топлива.

7. Введения моющих присадок, не допускающих загрязнения и осмоления деталей и систем двигателя.

Для улучшения эксплуатационных свойств в новые автомобильные бензины дополнительно вводится многофункциональный пакет присадок, способствующий улучшению моющих, антикоррозионных и других свойств.

2. Технология производства автомобильных бензинов

Автомобильные бензины получают путем переработки нефти, газового конденсата, природного газа, угля, торфа и горючих сланцев, а также синтезом из окиси углерода и водорода.

Основным сырьем для производства автомобильных бензинов является нефть: около 25% нефти, добываемой в мире, перерабатывают в бензин.

Современные автомобильные бензины готовят смешением компонентов, получаемых путем прямой перегонки, каталитического риформинга и каталитического крекинга, изомеризации, алкилирования, полимеризации и других процессов переработки нефти и газа.

Качество компонентов, используемых для приготовления тех или иных марок товарных автомобильных бензинов, существенно различается и зависит от технологических возможностей предприятия. Товарные бензины одной и той же марки, но выработанные на различных нефтеперерабатывающих заводах ( НПЗ), имеют неодинаковый компонентный и фракционный составы, что связано с различием технологических процессов и перерабатываемого на них сырья на каждом конкретном нефтеперерабатывающем предприятии.

Однако во всех случаях должна соблюдаться технология получения товарных бензинов на данном предприятии, что является обязательным требованием стандартов и технических условий на автомобильные бензины.

Рис. 1. Схема переработки нефти с целью получения автомобильных бензинов.

Основными технологическими процессами производства автомобильных бензинов является каталитический риформинг и каталитический крекинг. Несмотря на ограничения по содержанию ароматических углеводородов, процесс каталитического риформинга по-прежнему остается определяющим процессом производства бензинов, так как он является основным источником высокооктановых компонентов, а также водорода для установок гидроочистки.

На отечественных НПЗ эксплуатируются установки каталитического крекинга с лифт- реактором с предварительной гидроочисткой исходного сырья -- вакуумного газойля мощностью 2 млн т/ год по сырью. Эти установки обеспечивают выход бензина более 50% на сырье, который имеет октановое число по моторному методу 80-82 ед. и по исследовательскому методу 90-93 ед.

Улучшение октановых характеристик достигают выбором катализатора и ужесточением режима работы установок. Это сопровождается так же приростом выхода низкокипящих олефинов С3 -- С4, что благоприятно для увеличения ресурсов сырья алкилирования и получения высокооктановых оксигенатов.

Широкое применение находят системы комплекса каталитического крекинга предварительно гидроочищенного вакуумного газойля в блоке с производством МТБЭ и алкилированием. Это решает проблему углубления переработки сырья по бензиновому варианту; частично -- проблему снижения содержания сернистых соединений в бензине, увеличения производства высокооктановых компонентов бензина и собственного производства кислородсодержащей высокооктановой добавки.

Заключение

Автомобильные бензины должны быть химически нейтральными и не вызывать коррозию металлов и 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 нормируются в нормативно-технической документации на бензины. Бензин должен выдерживать испытание на медной пластинке.

Эффективным средством защиты от коррозии топливной аппаратуры является добавление в бензины специальных антикоррозионных или многофункциональных присадок.

Автомобильные бензины являются основным материалом, который расходуется при использовании различных транспортных средств. От качества бензина зависит надежность работы двигателя и, следовательно, расходы на его обслуживание и ремонт.

Знание свойств бензина и умение правильно его применять является одним из звеньев, определяющих эффективность использования автомобилей.

Список литературы

1. В. Е. Емельянов, Все о топливе. Автомобильный бензин. Свойства, ассортимент, применение, 2003

2. 1. Гуреев А. А., Азев В. С. Автомобильные бензины. Свойства и применение. -- М.: Нефть и газ, 1996. -- 444 с.

3. Джерихов В.Б. Автомобильные эксплуатационные материалы. Часть I. Топлива. Учебное пособие. - СПб.: ГАСУ. 2008. - 120 141 с.

4. http://madi-chim.narod.ru/index/0-7

Размещено на Allbest.ru