Бензин

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Бензин - жанғыш төмен детонациялық қасиет көрсететін мұнай өнімі. Шикі мұнайдан 50%-ға дейін бензин өндіріледі. Бұл көлемге табиғи бензин, крекинг процесі негізінде алынатын бензин, полимеризация өнімі, сұйылтылған мұнай газдары мен барлық өнімдер, өндірісте мотор майы ретінде қолданатын кіреді.

Бензин поршеньді двигательдерде ұшқын арқылы ішінде жануға қолданылады. Қолданылуына байланысты автомобильді және авиационды болып бөлінеді.

Қазіргі автомобильді және авиационды бензин двигательдің экономикалық және сенімді жұмыс істеуін қамтамасыз ететін бірқатар талаптарға және эксплуатациялық: жақсы буланғыш, кез келеген температурада біртекті отын-ауа қоспасын алуға болатын талаптарға сай болу керек. Двигательдің бардық жұмыс істеу режимінде тұрақты және детонациясыз жануын қамтамасы ететін топтық көмірсутек құрамы болу қажет. Ұзақ сақтау кезінде өз құрамын және қасиеттерін өзгертпеу керек және отын системасына және резервуарға кері әсер бермеу қажет. Соңғы жылдары отынның экологиялық құрамы бірінші жолға қойылып тұр.

Бензин құрамы

Бензин - қаныққан 25-61 %, қанықпаған 13-45%, нафтенді 9-71 %, ароматты 4-16 % молекуланың тізбек ұзындығы С5-тен С10 аралығында болатын көмірсутек қоспасы. Сонымен қатар бензин құрамына күкірт, азот, оттекті қоспаалр кіреді.

Бензин - мұнайдың ең жеңіл фракциясы. Бұл фракцияны мұнайды айдау арқылы алады. Сондықтан двигательдің жеңіл, сенімді жұмыс жасауы, толық жануы бензин құрамына байланысты болады. Бензин фракциялық құрамы ГОСТ 2177-99 стандатына сай келу керек.

Бензин - тез жанғыш түссіз немесе ақшыл сары түсті сұйықтық. Тығызыдығы - 700-780 кг/м3. Бензин ұшқыш сұйықтық, және тұтану температурасы 20-40С аралығында болады. Қайнау температурасы 30-200С аралығы. Қату температурасы -60С төмен. Бензин жанған кезде су және көміртек газы бөлінеді. Ауада концентрленген бензин буы болған кезде жарылғыш қоспа түзіледі.

Автомобильді бензиннің физика-химиялық қасиеттері:

біртекті қоспа;
отын тығыздығы +20С-та 690 . . . 750кг/м3;
аз тұтқырлықты болу керек;
булануы - сұйық фазаның газ фазаға өту қабілеті;
қаныққан бу қысымы - жабық ыдыста отын булаланған кездегі бу қысымы жоғары болған сайын конденсация процесі интенсивті болады. Бу қысымының шегі жаз айларында - 670ГПа жетеді; қыс айларында - 670 . . . 930ГПа.
төмен температуралы қасиеті - жанармайдың төмен температурада ұстап тұру қабілеті;
бензиннің жануы. Жану кезінде бу температурасы 1500 . . . 2400°С.

Қоспалар

Қоспалар - жанармайларға, синтетикалық және минералды майларға эксплуатационды қасиеттерін жоғарылату мақсатында 0, 05-0, 1% мөлшерде қосылатын заттар. Қоспалар ретінде антидетонаторлар, антитотықтырғыштар, коррозия ингибиторлары жатады.

Бензин алынатын шикізат

Бензин алынатын негізгі шикіат мұнай. Мұнай - табиғи көптеген көмірсутек қоспасы мен басқа органикалық заттар қоспасынан тұратын сұйықтық.

Шикі мұнай қоспасы - негізгі бес элементтен тұрады: C, H, S, O және N; бұл элементтердің мөлшері ауытқып отырады, көміртек - 82-87%, сутек - 11-15%, күкірт - 0, 01-6%, оттек - 0-2% және азот - 0, 01-3%.

Көмірсутек - мұнай мен табиғи газдың негізгі компонеттері. Ең қарапайым түрі метан - табиғи газдың негізгі компоненті болып табылады. Барлық көмірсутектер алифатты және циклды, көмірсутектік тізбектің қанығуына байланысты парафинді және циклопарафинді, олефиндер, ацетилен және ароматты көмірсутек болып бөлінеді. Қарапайым ұңғымадан шыққан шикі мұнай жасыл-қоңыр түсті тез оталатын, өткір иісті майлы сұйықтық.

Бензин өндіру технологиясы

Айдау

Өндірілетін мұнай ирек түтікте шамамен 320С температурада қыздырылады және қыздырылған өнім ректификационды колоннаға түседі. Колоннада 30-60 шақты тарелка орналасады. Сол тарелкалар арқылы температурасы әртүрлі дистиляттар бөлініп шығады. Алынатын өнімнің сапасын жоғарылату үшін ректификационды колоннадан кейін вакуумды дистилятқа өтеді.

Термиялық крекинг

Шикі мұнайдың ауыр фракцияларға белгіленген темературадан жоғары температурада бөлінуінде крекинг процесін қолдану маңызды рөл атқарады. Жоғары температурада қайнайтын мұнай фракцияларының ыдырауы жүрген кезде, көміртек және көміртекті тізбектер бұзылады, сутек көмірсутек қоспасынан айырылады, соның әсерінен өнім спектрі жоғарылайды. Мысалы, 290-400°С температура интервалында қайнайтын дистилляттар крекинг процесі нәтижесінде газ, бензин және ауыр шацыр тектес қалдық өнім береді. Крекинг процесі бензиннің шығымын жоғарылатады, ауыр дистилляттар мен қалдық азаяды.

Каталитикалық крекинг

Катализатор - химиялық реакция жылдамдығын жоғарылататын, бірақ реакция қатысайтын заттар. Каталитикалық қасиеті бар заттар: металдар, олардың оксидтері, әр түрлі тұздары.

Гудри процесі. Э. Гудри зерттеулері нәтижесінде отқа төзімді саз балшық материалын крекинг процесінде алюмосиликат негізінде қолданатын эффективті катализатор алынды.

Бұл процесте орташа қайнайтын дистилляттар қыздырылып, газ тәрізді түрге ауысып, процестің қасиетін қзгерту барысында катализатор арқылы өтеді. Реакция 430-480°С теспературада, атмосфералық қысымда жүреді. Гудри процесі өндірістік масштабта қолданылған алғашқы әдіс.

Бензин классификациясы.

Барлық бензиндердің бір-бірінен айырмашылығы құрамында, қасиеттерінде, алыну жолында (біріншлік мұнайды айдау, серіктес газ өнімі, мұнайдың ауыр фракциясы) .

Бензинді октан санына, күкірт мөлшері, сонымен қатар қайнау температурасының интервалына байланысты:

крекинг-бензин;
газды бензин;
пиролиз;
этилденген бензин;

Крекинг-бензин

Крекинг-бензин мұнайдың қосымша өндіру нәтижесінде алынады. Жай айдау нәтижесінде мұнай бары 10-20% бензин береді. Оның көлемін жоғарылату мақсатында ауыр немесе жоғары температурада қайнайтын фракцияны қызырып үлкен молекуларды бензин құрамына кіретін бензин молекула өлшеміне дейін бөледі. Бұл процесті крекинг деп айтамыз. Мазут крекингін 450-550°С температрада жүргіземіз. Осының арқасында мұнайдан 70% бензин ала аламыз.

Газды бензин

Газды бензин мұнайға серік газдарды өңдеу нәтижесінде алынады, құрамында көміртек атомы 3-тен кем емес көмірсутектерден тұрады. Стабильді (БГС) және стабильді емес (БГН) болып екіге бөлінеді. БГС: жеңіл (БЛ) және ауыр (БТ) секілді екі маркасы бар. Мұнай химиясында, органикалық синтез зауыттарында шикізат ретінде, сонымен қатар компаундирленген автомобильді бензин (белгілі қасиеттерге басқа бензинмен араластыру арқылы алынатын тәсіл) ретінде қолданылады.

Пиролиз

Пиролиз - 700-800°С температурада жүретін крекинг процесі. Крекинг пен пиролиз бензиннің шығымын 85% дейін жеткізеді.

Этилденген бензин

Құрамына оның октан санын жоғарылататын антидетонационды қоспа қосылған (антидетонатор - тетраэтилқорғасын (ТЭС) ) бензин. ТЭС тығыздығы 1652, 4 кг/куб. м майлы түссіз сұйықтық.

Фракциялық құрамы

Бензиннің фракциялық құрамын анықтау үшін арнайы құрылғыда айдайды, айдау басталған температураны, 10, 50, 90 % бензин айдалған температураны немесе 70, 100 және 180°С температурада айдалған бензин көлемін анықтайды. Бензиннің фракциялық құрамына арналған көрсеткіштер автомобильді двигательдің конструкциясы мен климаттық эксплуатация жағдайларына байланысты болады.

Бензиннің барлық маркаларының булану қасиеттері

Көрсеткіштер

Көрсеткіштер: 1. бензиннің қаныққан буының қысымы, кПа

: 35-70

45-80

55-90

60-95

80-100

Көрсеткіштер: 2. Фракциялық құрамы:

Көрсеткіштер: Айдау басталған температура, °С

: 35

Көрсетілмеген

Көрсеткіштер: Айдау шегі, °С, жоғары емес

Көрсеткіштер: -10%

: 75

Көрсеткіштер: -50%

: 120

115

110

105

100

Көрсеткіштер: -90%

: 190

185

180

170

160

Көрсеткіштер: Айдаудың соңғы шегі, °С, жоғары емес

: 215

Көрсеткіштер: Колбада қалған қалдық көлемі, %

: 2

Көрсеткіштер: Қалдық және шығым, %

: 4

Көрсеткіштер: Ұшып кеткен бензин көлемі, %, температурада:

Көрсеткіштер: 70 °С

: 10-45

15-45

15-47

15-50

Көрсеткіштер: 100 °С

: 35-65

40-70

Көрсеткіштер: 180 °С

: 85

Көрсеткіштер: 3. Булану индексі, не более

: 900

1000

1100

1200

1300

Детонациялық тұрақтылық

Бұл көрсеткіш автомобильді бензиннің өздігінен тұтануына қарсы тұратын қасиет көрсетеді. Двигателдің эксплуатациясының барлық режимдарындағы жанармайдың жануын жоғары детонациялық тұрақтылық қамтамасыз етеді. Жұмысшы қоспаның қысылуы кезінде температура мен қысым жоғарылайды, соның есебінен көмірсутектердің тотығуы жүреді, ол қоспаның тұтануынан кейін интенсифицирленеді. Егер жанармайда толық жанбаған көмірсутек болса, олар тотығуға тұрақсыз, соның әсерінен перекисті қосылыстардың қоры жиналады. Перкисті қоспалардың жоғары концентрациясы жылулық жарылуға әкеледі, ол жанармайдың өздігінен тұтануына себепші болады.

Автомобилді бензиннің детонацилық тұрақтылығы оның көмірсутекті құрамына байланысты болады. Жоғары детонациялық тұрақтылық ароматты көмірсутектерге тән. Ең аз детонациялық тұрақтылық қалыпты жанатын парафинді көмірсутектерге тән, сонымен қатар оның молекулалық массасы жоғарылаған сайын детонациялық тұрақтылығы кемиді. Изопарафинді және олефинді көмірсутектер парафинді көмірсутектерге қарағанда антидетонациялық қасиеті жоғары. Көмірсутектердің октан саны келесі қатарда кемиді:

ароматические >изопарафины > олефины > нафтены > н-парафины.

Бензиннің октан санының айырмашылығын білу үшін екі әдіс қолданады, оны бензиннің сезімталдығы деп те атайды. Жоғары сезімталдық олефинді көмірсутектерге тән. Ароматты көмірсутектерің сезімталығы одан төмен.

Бензиннің октан санын жоғарылату үшін арнайы антидетонационды қоспалар және жоғары октанды компоненттер (этилді сұйықтық, марганец, темірдің органикалық қоспаларын, ароматты аминдер, метил-третутил эфирі) қолданылады.

Химиялық тұрақтылық

Бұл көрсеткіш бензинді ұзақ сақтауда, айдауларда, транспорттауда немесе двигательдің қозғалтқыш жүйесін қыздырғанда қасиеттері мен құрамын сақтайтынын сипаттайды. Транспорттау мен ұзақ сақтау кезіндегі бензиннің химиялық өзгеруі оның құрамына кіретін көмірсутектердің тотығуымен байланысты. Демек, бензиннің химиялық тұрақтылығы процесс шарты мен тотығатын көмірсутектердің орналасуына тәуелді тотығу реакциясының жылдамдығымен анықталады.

Бензин тотыққанда оның құрамына өнімдердің конденсациялы және полимерлі тотығуы нәтижесінде түзілетін шайырлы заттардың жиналуы жүреді. Тотығудың бастапқы стадияларында бензин құрамындағы шайырлы заттардың мөлшері көп емес, олар бензин құрамында түгелдей ериді. Тотығу процессінің тереңдеуіне байланысты шайырлы заттардың мөлшері көбейіп, олардың бензинде еруі төмендейді. Бензин құрамында тотығу өнімдерінің жиналуы олардың эксплуатационды қасиетін күрт нашарлатады. Шайырлы заттар отыннан тыс түсіп резервуарлар мен құбырларда тұнба түзуі мүмкін. Тұрақсыз бензиннің тотығуы двигательдің қозғалтқыш жүйесінде қыздыру кезінде оның элементтерінде жиналып, клапандарды, өртеу камерасында, жағу свечаларында нагар тузілуін жоғарлатады.

Отындарды тотықтыру ауа оттегісі қатысында жүретін, көпстадиялы, босрадикалды, күрделі процесс болып табылады. Көмірсутектердің тотығу реакциясының жылдамдығы температураның өсуіен артады. Металлмен әрекеттесу тотығу процессіне каталитикалық әсер етеді. Төмен химиялық тұрақтылық олефинді көмірсутектерге тән, соның ішінде қос байланысты диолефиндерге. Жоғары реакциялық қасиеттерді шеткі тізбегінде қос байланысы болатын ароматты көмірсутектер көрсетеді. Тотығуға тұрақты болып келетін нормалды парафинді және ароматты көмірсутектер. Автомобильді бензиндердің тұрақтылығы негізінен олардың көмірсутектік құрамымен анықталады.

Тотығуға ең көп ұшырайтын қасиетке термиялық крекинг, кокстеу, пиролиз, каталитикалық крекинг, құрамында олефинді және диолефинді көмірсутектері бар бензиндер ие. Каталитикалық риформинг бензині, тура айдау бензині, алкил бензин химиялық тұрақты болып табылады.

Тауарлы бензиннің және олардың компоненттерінің химиялық тұрақтылығын стандартты түрде 100°С-та жылдам тотығумен және ГОСТ 4039-88 бойынша оттегінің қысымымен бағалайды. Бұл методпен тәжірибенің басынан соңына дейінгі уақытпен, яғни индукционды периодпен анықтайды. Неғұрылым индукционды период жоғары болса, соғұрылым бензиннің ұзақ сақтауда тотығуға тұрақтылығы жоғары болады. Индукционды периодқа байлынысты әртүрлі технологиялық процесс бензиндері өзара ерекшеленеді. Термиялық крекингтің индукционды периоды - 50-250 мин; каталитикалық крекинг - 240-1000 мин; тура айдау - 1200 мин жоғары; каталитикалық риформинг - 1500 мин жоғары.

Индукционды периоды 900 мин жоғары болатын бензиндер өздерінің қасиеттерін кепілді уақытқа дейін (5 жыл) сақтауы мүмкін. Бензиндердің көбі ұзақ сақтауға арналмағандықтан нормативті-техникалық документацияда индукционды период нормасы ретінде 360-1200 мин орнатылған.

Бензиннің химиялық тұрақтылығы белгілі дәрежеде йод санымен сипатталуы мүмкін, ол өз алдына бензин құрамындағы қанықпаған көмірсутектердің көрсеткіші болып табылады.

Этилденген бензиннің химиялық тұрақтылығы этилді сұйықтыққа да байланысты болады, себебі тетраэтилқорғасын сақтауда тотығып, ерімейтін тұнба түзеді.

Химиялық тұрақтылықтың талап етілетін дәрежесін жүзеге асыру үшін тұрақсыз компоненттері бар автомобильді бензиндерге антитотықтырғыштар Агидол-1 немесе Агидол-12 присадкасын қосуға рұқсат етілген.

Теориялық бөлім

Мұнай және мұнай өнімдерін айау әдісімен бөлу

Мұнай және мұнай өнімдерін алғашқы өңдеу әдістері айдау және ректификация. Бұл әдістердің көмегімен мұнай жіәне мұнай өнімерінің фракциялық құрамын анықтайды.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.