Свойства бензина. 2

Содержание

Введение…………………………………………….…………………………………3

Аннотация……………………………………….……………………………….…..4

Бензин и его свойства…………………………….…………………………….…….5

Эксплуатационные свойства…………………….………………………………...…5

Физическое свойство бензина…………………….………………………….…...….5

Экологические свойства бензина.………………….……………………………..…6

Специфические свойства нефтепродуктов………………………….………………7

Экономические свойства бензина……………………………………………….….11

Энергетические свойства бензина……………………………………………….....12

Промышленное применение бензина……………………………………..………..13

Заключение……………………………………………………………………..…….14

Введение

Отечественные легковые автомобили и автобусы, а также большинство грузовых автомобилей имеют карбюраторные двигатели. Топливом для этих двигателей служит автомобильный бензин.

Основные технико-экономические требования к бензинам сводятся к следующему:

— бензин должен обеспечивать безотказную работу автомобильного двигателя на всех режимах и во всех практически встречающихся условиях эксплуатации;

— двигатель должен развивать предусмотренную для него мощность при минимальном расходе бензина;

— бензин должен обеспечивать минимальные износы двигателя, трудовые и материальные затраты на ремонт и техническое обслуживание двигателя;

— качество бензина не должно ухудшаться при транспортировании, хранении и использовании;

— обращение с бензином не должно вызывать повышенной опасности для персонала, занимающегося эксплуатацией, техническим обслуживанием и ремонтом автомобилей.

Исходя из названных выше требований устанавливается соответствие бензина данным конкретным условиям и возможность его применения.

Аннотация.

Бензин - пища для автомобильного мотора. Его надо выбирать "по вкусу" вашего двигателя, а "вкус" как раз и определяют эксплуатационные свойства бензинов. 

Заправляясь на бензоколонке, мы вправе потребовать "паспорт" на продаваемую продукцию - бензин. А все ли там ясно? следует разобраться. 

"Паспорт" кроме стандартной (как и для любой продукции) информации о предприятии-изготовителе, дате производства и так далее  содержит перечень эксплуатационных  свойств. Знать и контролировать  качество автомобильного топлива  весьма полезно. В идеале в  каждом автохозяйстве должна  быть лаборатория по оценке  эксплуатационных качеств не  только топлива, но и прочих  автомобильных эксплуатационных  материалов. 

Наверное, не зря начиная с "позднего сталина" и до "раннего брежнева" автохозяйства имели свои бензоколонки, и в некоторых из них даже исследовались свойства топлива и масла. Было понимание, что качество эксплуатационных материалов в немалой степени определяет работоспособность, безопасность и долговечность агрегатов автомобиля, о чем будет сказано ниже. 

Так же рассмотрим и другие свойства бензина.

Бензин и его свойства.

Бензин — горючая смесь лёгких углеводородов с температурой кипения от 33 до 205 °C (в зависимости от примесей). Плотность около 0,71 г/см³. Теплотворная способность примерно 10 200 ккал/кг (46 МДж/кг, 34,5 МДж/литр). Температура замерзания −71 °C в случае использования специальных присадок.

Долгое время бензин получали путём ректификации (перегонки) и отбора фракций нефти, выкипающих в определённых температурных пределах (до 100 °C — бензин I сорта, до 110 °C — бензин специальный, до 130 °C — бензин II сорта). В первой половине XX века для повышения октанового числа начали применять крекинг и риформинг, которые преобразуют линейные цепочки нормальных алканов — основной составляющей прямогонного бензина — в разветвлённые алканы и ароматические соединения соответственно.

Эксплуатационные свойства.

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.

Физическое свойство бензина.

Физическое свойство бензина, зависит от качества исходного продукта. Так как в основе бензина лежат нефтепродукты, химическое строение которых на основе фенольного кольца, во многом определяет физические свойства.  
Разные сорта бензинов имеют разны показатели: температуру горения и замерзания, а также плотность. Обычно эти показатели изменяются в следующих границах: предел кипения 33-205°С, температура замерзания ниже -60°С, плотность 700-780 кг/м3. Кроме того, важны такие физические свойства бензина, как температура вспышки (ниже 0°С) и концентрация паров. При концентрация паров в воздухе 70-120 г/м3 образуются взрывчатые смеси.  
Именно физические свойства бензина создают дополнительные условия для признания автомобиля техническим средством повышенной опасности. Однако так привычные нам взрывы бензобаков, которые показывают чуть ли не во всех боевиках, случаются в реальность очень редко. А вот вероятность того, что бензин загорится, если не будут соблюдаться простейшие правила техники безопасности вполне реальны. 

Еще одно неприятное физическое свойство бензина легковоспломеняемость. Но именно благодаря этому свойству мы и можем использовать бензин в качестве топлива. К слову сказать, такие альтернативные виды топлива как водород воспламеняются еще легче, чем и создают проблему их массового использования в автомобилях. Плюс к этому водород еще и легко взрывается. И если бы мы пользовались машинами с водородными двигателями, то ситуации из фильмов с повальными взрывами топливных баков перенеслись бы в реальность. 

Физическое свойство бензина, может зависеть не только от химической структуры но определяться еще и наличием примесей, которые переходят в бензин из нефтепродуктов. При высоком количестве примесей качество бензинов понижается. Бензин с большим количеством примесей влияет не только на собственные свойства бензина, но и на работу двигателя автомобиля.  
Именно благодаря физическим свойствам бензина, мы можем использовать его в качестве топлива, однако при нарушении правил изготовления, распространения или использования и хранения бензина те самые физические свойства, которые позволяют бензину быть топливом могут оказаться опасными, как для техники, так и для человека.

Экологические свойства бензина.

Экологические свойства бензинов обеспечиваются ограничениями по содержанию отдельных токсичных веществ по групповому углеводородному составу по содержанию низкокипящих углеводородов, а также серы и бензола.

Эти ограничения позволяют обеспечить надежную работу каталитической системы нейтрализации ОГ и способствуют уменьшению воздействия автомобильного парка на загрязнение окружающей среды.

В связи с присоединением России к европейским экологическим программам возникла острая необходимость в организации промышленного производства автомобильных бензинов, соответствующих европейским требованиям (EN-228).

В соответствии с одобренной в 2002 году правительством России концепцией развития российской автомобильной промышленности до 2010 года, отечественный автопром должен до 2004 года организовать производство двигателей, отвечающих по токсичности выбросов с отработавшими газами требованиям Евро-2 и Евро-3, а к 2008 году Евро-4.

В табл. 2 показано изменение норм на выбросы автомобильным транспортом в Европе и в России и требований к качеству автобензинов.

С 2002 года все нефтеперерабатывающие заводы России перешли исключительно на производство неэтилированных бензинов.

В марте 2003 года Президент РФ подписал Федеральный закон «О запрете производства и оборота этилированного автобензина в Российской Федерации» с 01.06.2003 г.

Применение неэтилированных автомобильных бензинов, вырабатываемых по ГОСТ Р 51105-97, позволяет обеспечить выполнение автомобилями норм Евро-2 на выбросы с отработавшими газами, а бензинов, вырабатываемых по ГОСТ Р 51866-2002, — норм Евро-3.

Технология производства бензинов для автомобилей, отвечающих требованиям Евро-3 и Евро-4, должна гарантировать установленные нормы на содержание серы, ароматических и олефиновых углеводородов и бензола.

Необходимо отметить, что основной тенденцией достижения компромисса в требованиях к качеству автобензинов является совершенствование существующих и создание новых современных процессов в нефтепереработке, с целью удовлетворения все возрастающих экономических и эксплуатационных требований к двигателям автомобилей.

Специфические свойства нефтепродуктов.

 Нефтепродукты  обладают целым рядом особенностей, которые существенным образом  влияют на организацию нефтескладского  хозяйства. Главнейшими из них  являются: огнеопасность, взрывоопасность  способность электризоваться при  движении, высокая испаряемость  и вязкость некоторых нефтепродуктов, а также вредность нефтепродуктов  для здоровья.

1. Огнеопасность. Нефтепродукты являются легковоспламеняющимися и горючими жидкостями.

Критерием, разделяющим нефтепродукты по степени огнеопасности, является температура вспышки паров нефтепродуктов.

Температурой вспышки называется та наинизшая температура, при которой смесь их паров с воздухом при атмосферном давлении при поднесении к ней пламени вспыхивает и затем затухает.

Температурой воспламенения называется та наинизшая температура, при которой смесь паров этих жидкостей с воздухом при атмосферном давлении при поднесении к ней пламени воспламеняется и горит.

По степени огнеопасности нефтепродукты разделяются на 4 класса (табл. 1).

Таблица 1

Нефтепродукты могут воспламениться и без наличия пламени — при нагревании их до определенной температуры. Температура, при которой воспламеняются пары горючих жидкостей без поднесения к ним открытого огня, называется температурой самовоспламенения. В табл. 2 приведены температуры самовоспламенения паров некоторых нефтепродуктов.

Таблица 2

2. Взрывоопасность. Взрыв паров нефтепродуктов, даже при поднесении к газовому пространству открытого огня, возможен лишь при определенном процентном содержании этих паров в воздухе.

«Наименьшее содержание паров горючего в воздухе при обыкновенной температуре и атмосферном давлении, при котором возможен взрыв, называется низшим пределом взрываемости горючего.

Наибольшее же процентное содержание паров горючего в воздухе при обыкновенной температуре и атмосферном давлении, при котором также еще возможен взрыв, называется верхним пределом взрываемости.

Промежуток между верхним и низшим пределами взрываемости называется областью или зоной взрываемости».

В табл. 3 приведены пределы взрываемости наиболее взрывоопасных жидкостей.

Таблица 3

3. Электризация. При движении нефтепродуктов по трубам и при прохождении их через слой воздуха в виде капель (например, при наливе в железнодорожные цистерны, танкеры и т. д.) возникает статическое электричество. Оно образуется вследствие трения нефтепродуктов в первом случае о стенки труб, а во втором — о воздух (эффект Ленарда). Нефтепродукт получает заряды электричества одного знака, трубопроводы и воздух — другого. Являясь хорошими диэлектриками, нефтепродукты сохраняют электрические заряды в течение длительного времени. Разряды статического электричества между изолированными трубопроводами, автоцистернами на шинах и т. д. и заземленными предметами могут повлечь за собой загорание или взрыв паров нефтепродуктов.

Для предупреждения скопления статического электричества необходимо, чтобы трубопроводные сети, соединяющие различные объекты нефтебаз, представляли электрически непрерывную заземленную цепь.

4. Испаряемость. Светлые легкие нефтепродукты (газовые, пусковые, авиационные и автомобильные бензины) содержат значительное количество легко испаряющихся углеводородов. При испарении легких фракций нефтепродукт теряется количественно и ухудшается также его качество. В результате потери легких фракций нефтепродукт из-за значительного изменения физико-технических констант часто не может быть непосредственно использован и подлежит «исправлению». Насколько быстро происходит в некоторых случаях изменение фракционного состава нефтепродуктов и обесценение их, можно судить по данным табл. 4, иллюстрирующей результаты испарения бензина из открытого сосуда.

Насыщение воздуха парами бензина в паровом пространстве резервуаров происходит чрезвычайно быстро, причем вследствие наличия конвективных токов расслоения паров не наблюдается и концентрация паров во всех точках газового пространства остается примерно одинаковой (табл. 5). Поэтому в целях предотвращения потерь наиболее ценных, легко испаряющихся фракций такие нефтепродукты необходимо хранить и транспортировать в герметизированных резервуарах.

Таблица 4

Таблица 5

5. Вязкость. Многие темные нефтепродукты и масла при низких температурах обладают значительной вязкостью. Потери на трение при перекачке таких нефтепродуктов по трубопроводам и при истечении из железнодорожных цистерн бывают настолько большими, что процессы перекачки и выгрузки часто становятся невозможными без проведения специальных мероприятий. Часть нефтепродуктов (главным образом парафинистые нефтепродукты) застывает при сравнительно высоких температурах. Перекачка таких нефтепродуктов и выполнение других нефтескладских операций также часто оказываются затруднительными и даже неосуществимыми. Поэтому для приведения вязких и застывающих нефтепродуктов в транспортабельное, подвижное состояние необходимо понизить их вязкость и путем подогрева обратить в жидкое состояние. Подогрев нефтепродуктов резко снижает их вязкость, особенно в области низких температур, и позволяет транспортировать такие нефтепродукты без особых затруднений.

6. Вредность паров нефтепродуктов. Пары нефтепродуктов и нефтей вредны для здоровья человека, а пары сернистых нефтепродуктов обладают сильными отравляющими свойствами. Особенно вредны тяжелые бензины, содержащие бензол, и этилированные бензины (с присадкой тетраэтилсвинца — ТЭС).

Отравление людей нефтяными парами может произойти при ремонте и очистке резервуаров и цистерн, недостаточно очищенных от бензина и в недостаточно вентилируемых помещениях. Опасный для здоровья предел содержания паров в воздухе считается равным для бензина, лигроина, уайтспирита и керосина—0,3 мг/л и для сероводородного газа—0,01 мг/л.

Учитывая это, нефтескладские помещения необходимо проектировать с усиленной вентиляцией, а работы в опасной для здоровья атмосфере производить в специальных противогазах с соблюдением соответствующих мероприятий по технике безопасности и охране труда.

Экономические свойства бензина.

Цена за литр бензина продолжает расти, с начала весны увеличившись на 6 процентов. Причина проста - их жесткая зависимость от курса рубля по отношению к доллару и евро. И хотя с одной стороны к лету рост стоимости топлива может замедлиться, проблема остается очень серьезной, уверены эксперты "РГ".

Энергетические свойства бензина.

Развиваемая двигателем мощность зависит от энергетических свойств топлива, в частности от энергетических свойств бензина. Энергетические свойства топлива характеризуются теплотой сгорания и зависят от элементного состава топлива. Так, например, водород имеет теплоту сгорания почти в 3,5 раза выше, чем углерод. Однако на практике теплота сгорания автомобильных бензинов разных марок различается незначительно, составляя диапазон 43 100... 44 400 кДж. По этой причине в ГОСТах и технических условиях на бензин теплота сгорания не приводится.

В значительно более широких пределах изменяется теплота сгорания бензиновоздушной смеси в зависимости от соотношения в ней долей бензина и воздуха, характеризующегося коэффициентом избытка воздуха. Самую высокую теплоту сгорания имеют смеси нормального состава, для которых а =1.

Обогащение бензиновоздушной смеси не повышает ее теплоту сгорания, но мощность двигателя при этом возрастает из-за повышения скорости сгорания обогащенной смеси. Обеднение смеси приводит к заметному снижению теплоты сгорания, скорости сгорания и развиваемой двигателем мощности. Так, при а = 1,2 теплота сгорания уменьшается на 15...20 % по сравнению со смесью теоретически нормального состава. Однако при работе двигателя на бедной рабочей смеси на средних нагрузках достигается экономия бензина, так как при этом наблюдается более полное сгорание топлива, снижается температура продуктов сгорания и степень их диссоциации, уменьшается теплоотдача в стенки, что и обусловливает более высокое значение индикаторного коэффициента полезного действия.

Промышленное применение бензина.

В конце XIX века единственным способом применения бензина было использование его в качестве антисептического средства и топлива для примусов. В основном из нефти отгоняли только керосин, а всё остальное утилизировали. После появления двигателя внутреннего сгорания, работающего по циклу Отто, бензин стал одним из главных продуктов нефтепереработки. Однако по мере распространения дизельных двигателей на первый план стало выходить дизельное топливо, благодаря более высокому КПД.

Бензин применяется как топливо для карбюраторных и инжекторных двигателей, высокоимпульсное ракетное топливо (Синтин), при производстве парафина, как растворитель, как горючий материал, сырье для нефтехимии прямогонный бензин или бензин газовый стабильный (БГС).

Заключение

В заключении мы можем сказать, что бензин - продукт переработки нефти представляющий собой горючее с низкими детонационными характеристиками. Из сырой нефти производится до 50% бензина. Эта величина включает природный бензин, бензин крекинг-процесса, продукты полимеризации, сжиженные нефтяные газы и все продукты, используемые в качестве промышленных моторных топлив. 

Бензины предназначены для применения в поршневых двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением (от искры). Современные автомобильные бензины должны удовлетворять ряду требований, обеспечивающих экономичную и надежную работу двигателя, и требованиям эксплуатации: иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однородную топливовоздушную смесь оптимального состава при любых температурах; иметь групповой углеводородный состав, обеспечивающий устойчивый, бездетонационный процесс сгорания на всех режимах работы двигателя; не изменять своего состава и свойств при длительном хранении и не оказывать вредного влияния на детали топливной системы, резервуары, резинотехнические изделия и др. В последние годы экологические свойства топлива выдвигаются на первый план.

Список использованной литературы

1. Стуканов В. А. Автомобильные эксплуатационные материалы. Учебное пособие.
2. http://www.klenauto.ru/antidetonatsionnye-i-energeticheskie-svoistva-benzina-vliyayushchie-na-moshchnost-dvigatelya-i-raskh
3. http://www.rg.ru/2014/04/30/benzin.html
4. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B5%D0%BD%D0%B7%D0%B8%D0%BD
5. http://otvet.mail.ru/question/37276507
6. http://www.himstalcon.ru/node/2880
7. www.afp.com.ua/avtotema/Moguchaya_smes_etapi_razvitiya_avtomobilnogo_topliva