в лаборатории «ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ»
К лабораторной работе допускаются студенты, изучившие правила техники безопасности при работе с топливно-смазочными и лакокрасочными материалами, прошедшие инструктаж на рабочих местах и соблюдающие правила внутреннего распорядка.
Проведение инструктажа и усвоение полученных знаний регистрируется в специальном журнале.
Примечание: при регистрации получения инструктажа категорически запрещается вносить в журнал фамилии отсутствующих на инструктаже студентов. Инструктаж проводит преподаватель, ведущий лабораторные занятия со студентами.
Для обеспечения безопасного выполнения работ следует соблюдать перечисленные ниже правила.
До начала работы необходимо:
• проверить исправность нагревательных приборов и аппаратуры, вентиляции, а также надежность крепления заземляющего провода;
• подготовку проб нефтепродуктов к испытанию (переливание из склянок в приборы) производить вдали от нагревательных приборов, на специальном столе в вытяжном шкафу.
Во время работы необходимо:
• держать сосуды с нефтепродуктами на расстоянии не менее 0,5 м от электронагревательных приборов;
• включать электронагревательные приборы только после того, как топливо залито в прибор, подготовленный к проведению испытаний, а оставшееся топливо слито в склянку, закрыто пробкой и убрано в шкаф;
• соблюдать особую осторожность при работе с антифризом (яд) или этилированным бензином. При их попадании на кожу необходимо промыть пораженные участки водой с мылом, а при попадании внутрь – немедленно обратиться к врачу.
В аварийных ситуациях необходимо:
• в случае воспламенения горючей жидкости быстро убрать от пламени сосуды с нефтепродуктами, выключить электронагревательные приборы и немедленно приступить к тушению пожара;
• при загорании одежды гасить пламя асбестовым одеялом, плотно прижимая его к месту возгорания;
• разлившиеся горящие нефтепродукты тушить не водой, а пенным огнетушителем, находящимся в лаборатории, и окрашенном в красный цвет, или куском плотной ткани.
По окончании работы необходимо:
• выключить электронагревательные приборы;
• убрать с рабочего места ветошь, пропитанную нефтепродуктами;
• слить использованные нефтепродукты в специальную емкость;
• после работы с антифризом или этилированным бензином вымыть руки с мылом.
Горючее всех видов ядовито. Отравление может наступить вследствие попадания горючего в организм человека через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт и через кожу. Наиболее опасным является попадание горючего через дыхательные пути. При этом ядовитость горючего проявляется в 20 раз быстрее, чем при попадании через желудочно-кишечный тракт.
Нефтепродукты и их пары, попадая в организм человека, могут вызвать хронические или острые отравления, поражения органов зрения и расстройство центральной нервной системы. Пары керосина и дизтоплива значительно ядовитее бензина.
Большинство нефтепродуктов представляют собой легковоспламеняющиеся и горючие жидкости.
Студенты, нарушившие требования техники безопасности, привлекаются к дисциплинарной ответственности.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА СВОЙСТВ
АВТОМОБИЛЬНОГО БЕНЗИНА
Цель работы
1. Оценка испытуемого образца автомобильного бензина по внешним признакам (прозрачность, цвет, запах, наличие воды и видимых невооруженным глазом механических примесей, характер испарения капли с пальца руки или фильтровальной бумаги).
2. Сравнение по внешним признакам испытуемого образца бензина с имеющимися в лаборатории пробами стандартных бензинов, составление предварительного заключения о его марке.
3. Проведение анализа на содержание в бензине водорастворимых кислот и щелочей.
4. Определение наличия в бензине олефинов.
5. Измерение плотности бензина ареометром.
6. Определение фракционного состава бензина на стандартном аппарате.
7. Ознакомление преподавателя с результатами работ по пунктам 1 – 6 и получение от него для испытуемого образца бензина следующих данных: значение октанового числа, давление паров и содержание фактических смол.
8. Установление по имеющимся данным марки испытуемого образца автомобильного бензина, его соответствия ГОСТу.
Время на проведение работы – 2 часа.
Общие сведения
Автомобильные бензины являются смесями бензиновых дистиллятов прямой перегонки, термического и каталитического крекинга. По мере совершенствования процессов каталитического крекинга и риформинга доля дистиллятов этих процессов в автомобильных бензинах увеличивается.
Продуктами прямой перегонки нефти являются дистилляты: бензиновый 40... 180 0С (при повторной перегонке из них могут быть выделены легкие нефтепродукты: петролейный эфир (40-70 0С), авиационный бензин (70-100 0С), автомобильный бензин (100-120 0С)); лигроиновый 110... 230 0С; керосиновы й 180... 270 0С; соляровый 270... 360 0С.
При прямой перегонке нефти выход бензина составляет 13-17 %, топлива для реактивных двигателей – 16,5-17,5 %, дизельного топлива – 18-20 %.
Мазут (нефтяные остатки), остающийся после отгона топливных фракций (60... 80 % от массы исходной нефти), используют для получения масел и крекинг – бензинов. Средний выход бензиновых фракций при разгонке может колебаться от 15 до 25 %, на долю остальных топлив приходится 20... 30 %.
Прямогонные нефтепродукты обладают высокой химической стабильностью, т.к. в них отсутствуют непредельные углеводороды.
Классификация и способы получения нефтяных топлив. Втабл. 1.1 представлена классификация нефтяных топлив класса F по ГОСТ 28577.0-90 (ИСО 8216-0 - 86). В зависимости от типа топлива в класс включены нефтепродукты пяти групп. Продукты обозначены символом, состоящим из групп букв, например ИСО - F-ДSТ 2. В обозначение входят: аббревиатура ИСО (ISO) (Международная ассоциация по стандартизации); буква, обозначающая класс (F - для топлив), которую отделяют дефисом от аббревиатуры и последующих букв; буквы (от одной до четырех), обозначающие категорию топлива; цифра, указывающая на особое свойство топлива. Обозначение записывают полностью — ИСО-F-ДSТ 2 или сокращенно - F-ДSТ 2.
Таблица 1.1
Классификация нефтяных топлив (класс F)
| Группа топлива | Характеристика |
| G | Газообразные топлива. Газообразные топлива нефтяного происхождения, состоящие в основном из метана и (или) этана. |
| L | Сжиженные газообразные топлива. Газообразные топлива нефтяного происхождения, состоящие в основном из пропана и пропена и (или) бутана и бутена. |
| D | Дистиллятные топлива. Топлива нефтяного происхождения (бензины, керосины, газойли и дизельные топлива), за исключением сжиженных нефтяных газов и топлив. Тяжелые дистилляты, которые могут содержать небольшое количество остатков. |
| R | Остаточные топлива. Нефтяные топлива, содержащие остаточные фракции процесса перегонки. |
| С | Нефтяные коксы. Твердые топлива нефтяного происхождения, состоящие в основном из углерода и полученные в процессе крекинга |
Более 90 % нефти используют для получения автотракторных эксплуатационных материалов (топлив и смазочных материалов). При этом применяют физические и химические способы переработки, зависящие от вида сырья и получаемых продуктов. Физические способы переработки заключаются в разделении сырья на составные части по температурам кипения без изменения первоначального химического состава. К ним относится прямая (атмосферная и вакуумная) перегонка нефти. Химические способы основаны на изменении первоначального химического состава перерабатываемого сырья, в результате чего образуются продукты с заранее заданными свойствами. На нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах все способы переработки сырья взаимосвязаны. При этом комплексно используются электроэнергия, теплота, вода.
Принципиальная схема переработки нефти изображена на рис. 1.1.
Добытую из недр земли нефть обезвоживают и обессоливают, а также стабилизируют, т. е. удаляют из нее растворенные газы.
Рис. 1.1. Принципиальная схема переработки нефти
Первичный процесс переработки нефти - прямая перегонка. Это процесс первичного разделения углеводородов нефти по температурам их кипения. На рис. 1.2 показана схема установки для прямой перегонки нефти непрерывного действия. Нефть в трубчатой печи 1 нагревается до температуры 350 0С. Смесь паров и горячей нефти поступает в среднюю часть ректификационной колонны 2, где разделяется на жидкий остаток и пары при атмосферном давлении.
Рис. 1.2. Схема установки для прямой перегонки нефти:
1 - трубчатая печь; 2 - ректификационная колонна;
3 - погружные холодильники; 4 - газоотделитель;
5 - вакуумная колонна; 6 - теплообменники
Пары нефти поднимаются вверх по колонне, жидкий остаток - мазут стекает в нижнюю ее часть. Пары постепенно охлаждаются и конденсируются, причем сначала конденсируются тяжелые углеводороды. По мере перемещения паров вверх выделяются все более легкие фракции (дистилляты) нефти. Для постепенного охлаждения паров по мере их подъема в верхнюю часть колонны подается легкий бензин.
В ректификационных колоннах размещаются тарелки с колпачками и трубкой для слива жидкости, с помощью которой поддерживается постоянный уровень жидкости. Пары из-под колпачка попадают в нижнюю часть слоя жидкости, проходят через нее в виде мелких пузырьков и поднимаются вверх. Этот процесс многократно повторяется на большом количестве тарелок. На каждой тарелке тяжелые углеводороды паров конденсируются, а более легкие углеводороды испаряются. Самые тяжелые углеводороды с высокой температурой кипения конденсируются сразу же на первых тарелках ректификационной колонны, а низкокипящие углеводороды поднимаются до верха колонны в виде паров, не конденсируясь. Таким образом, углеводороды с высокой температурой кипения в ректификационной колонне постепенно с одной тарелки на другую перемещаются вниз, а с низкой температурой кипения - вверх.
Для более полного выделения паров из мазута в нижнюю часть колонны подается перегретый пар. В процессе прямой перегонки в ректификационной колонне нефть разделяется на различные фракции в зависимости от температуры их кипения.
Из верхней части колонны отводятся бензиновые фракции (дистилляты) с температурами кипения 30...180 0С, которые используются как базовый бензин. Ниже из фракций, выкипающих при 150...280 0С, получают керосин и реактивные топлива. Еще ниже отводятся тяжелые фракции, выкипающие при 230...360 0С. Это газойлевые и соляровые (280...380 0С) дистилляты, из которых получают дизельные и моторные топлива.
В результате прямой перегонки нефти получается до 50 % мазута, используемого в виде топлива (топочные мазуты) и сырья для установок крекинга или же перегоняемого на масляные фракции в вакуумной колонне 5.
Мазут сначала направляется в трубчатую печь 1, где подогревается до температуры 430 0С, а затем подается в ректификационную вакуумную колонну 5, работающую под разрежением (абсолютное давление в колонне составляет 6...13 кПа). При этом температура кипения углеводородов снижается, благодаря чему перегонка мазута происходит без его термического разложения.
В процессе вакуумной перегонки мазута в верхней части колонны отбирают соляровый дистиллят, служащий сырьем для каталитического крекинга. Ниже отбирают веретенный, машинный и цилиндровый дистилляты, из которых приготовляют смазочные масла. Из нижней части колонны отбирают неиспарившуюся часть мазута - гудрон или полугудрон. Полугудроном называют остаток, получаемый в результате неглубокого отбора масляных фракций. Полугудрон после глубокой очистки используют для производства высоковязких, так называемых остаточных масел, а гудрон - для дорожных покрытий.
Вторичные процессы переработки нефти. Первичные процессы переработки нефти (прямая перегонка и др.) не могут удовлетворять потребности народного хозяйства в количестве и качестве светлых нефтепродуктов. Так, выход бензина в этом случае не превышает 25 % исходного сырья. Увеличения количества и качества светлых нефтепродуктов можно достичь только при широком использовании вторичных процессов. К ним относятся процессы преобразования нефти под действием высокой температуры (термические процессы), высокой температуры и катализатора (термокаталитические процессы) или только катализатора (низкотемпературные каталитические процессы).
Термические процессы делят на термический крекинг, коксование и пиролиз. К термокаталитическим процессам относят каталитический крекинг, каталитический риформинг, каталитическую изомеризацию и гидрогенизационные процессы (гидроочистку, гидрообессеривание, гидрокрекинг).
Крекингом называется процесс деструктивной переработки нефти или ее отдельных фракций с целью увеличения выхода легких углеводородов и повышения их качества, т. е. легкие углеводороды можно получить из более тяжелых за счет реакций разложения при повышенных температурах.
Термический крекинг жидкого сырья проводят при температуре 470...540 0С под высоким давлением (2...4 МПа) для получения автомобильного бензина. Сырьем могут служить различные фракции нефти - лигроин, керосин, газойль и др. Чем легче сырье, тем более высокими температурами характеризуется крекинг. Обычно сырьем служит полугудрон, а целевым продуктом - котельное топливо.
Выход бензина при термическом крекинге составляет 25...30%. В полученном бензине содержится много непредельных углеводородов, поэтому для него характерны низкие стабильность (при хранении накапливается много смол) и детонационные свойства. Доля бензина термического крекинга в товарных бензинах сокращается.
Коксование тяжелых остатков или высокоароматизированных дистиллятов проводится при низком давлении. Процесс осуществляется при давлении около 0,5 МПа и температуре 510...550 0С с последующим нагреванием кокса до 620 0С. Выход светлых нефтепродуктов (бензина, керосина, газойля и др.) значительно увеличивается, если термический крекинг тяжелого сырья (гудрона и др.) вести с получением большого количества кокса, в котором концентрируется углерод исходного сырья. Например, при коксовании гудрона образуется примерно 24% кокса, 16 - бензина, 26 - керосиново-газойлевой фракции и 23% тяжелого газойля. Все эти дистилляты нестабильны и нуждаются в облагораживании. Получаемый в процессе коксования бензин обладает низкой детонационной стойкостью.
Пиролиз (высокотемпературный крекинг) нефтяного и газового сырья проводится при низком давлении (0,2...0,3 МПа) и температуре 700...900 0С с целью получения газа для нужд промышленности.
Каталитический крекинг характеризуется одновременным воздействием на сырье высокой температуры и катализаторов. Процесс ведут при температуре 470...540 0С, используя синтетические алюмосиликатные катализаторы. Продолжительность контакта перерабатываемого сырья с катализатором составляет всего 2...4 с. Сырьем обычно служит вакуум-соляр.
Каталитический крекинг с алюмосиликатами - наиболее распространенный процесс глубокой переработки нефти. Цель каталитического крекинга - получение базового бензина высокого качества.
Каталитический риформинг представляет собой процесс ароматизации низкооктановых утяжеленных бензиновых фракций, протекающий в результате преобразования нафтеновых и парафиновых углеводородов в ароматические. Продуктами процесса являются высокооктановый ароматизированный бензин, а также индивидуальные ароматические углеводороды - бензол, толуол, ксилол.
Каталитическая изомеризация легких бензиновых углеводородов повышает их детонационную стойкость. Такие углеводороды используют в качестве компонентов товарных бензинов.
Гидрогенизационные процессы проводят с целью присоединения водорода к углеводородам под влиянием катализаторов и получения нефтепродуктов улучшенного состава. К широко распространенным гидрогенизационным процессам относятся:
гидроочистка - удаление из бензинов, дизельных топлив и смазочных масел сернистых соединений и непредельных углеводородов;
гидрообессеривание - удаление серы из тяжелых остатков сернистых нефтей, которые затем используются в качестве котельного топлива;
гидрокрекинг - глубокое термокаталитическое преобразование в основном тяжелых сернистых дистиллятов для получения бензина, дизельного и реактивного топлива.
Низкотемпературный каталитический процесс ведется при низких температурах (0...30 0С) и давлении 0,4...0,5 МПа. Исходным продуктом является алкилат, который представляет собой высокооктановый компонент автомобильных бензинов.
Очистка щелочью применяется при производстве бензинов и дизельных топлив. С помощью щелочи из нефтяных дистиллятов удаляются кислородные соединения, сероводород и др. Получаемые в результате взаимодействия этих продуктов со щелочью вещества растворимы в воде, а потому удаляются вместе в ней из дистиллятов. Затем нефтепродукт промывают водой с целью удаления следов щелочи.
Очистка серной кислотой применяется для удаления ненасыщенных углеводородов, смолистых, азотистых и сернистых соединений. Серная кислота реагирует с указанными веществами, образуя смолистую массу — так называемый кислый гудрон, который отделяется от нефтепродукта. Далее следует обработка нефтепродукта щелочью и промывка водой.
Очистка при помощи растворителей (селективная очистка) основана на различной растворяющей способности растворителей (нитробензола, фурфурола и др.) в отношении различных примесей и углеводородов. Этот способ очистки применяют при производстве масел.
Адсорбционная очистка нефтепродуктов происходит при помощи адсорбентов, в качестве которых используют природные отбеливающие глины, силикагель и др. Адсорбенты обладают высокой пористостью и способностью удерживать на своей поверхности различные примеси, содержащиеся в нефтепродуктах. Адсорбционную очистку широко применяют при производстве масел.
Ассортимент автомобильных бензинов. В России действует ГОСТ Р 513 В - 99 «Бензины автомобильные. Общие технические требования» (табл. 1.2).
Установленные этим стандартом требования следует обязательно включать во все нормативные документы на автомобильные бензины. Стандарт допускает производство этилированного автомобильного бензина только марки А-76 (АИ-80), который предназначен для работы устаревших грузовых автомобилей типов ЗИЛ и ГАЗ, доля которых в автомобильном парке снижается, а, следовательно, уменьшается потребность в этом бензине.
В стандарте ужесточено требование по содержанию в бензинах серы и бензола, что положительно отразится на экологии.
Стандарт не ограничивает стремление производителей улучшать эксплуатационные свойства бензинов и снижать их себестоимость с целью повышения конкурентоспособности.
Таблица 1.2
Показатели качества автомобильных бензинов
| Показатель
| Тип бензина | |||
| I | II | III | IV | |
| Детонационная стойкость | ||||
| Октановое число, не менее, определенное: - исследовательским методом - моторным методом | ||||
| 80 | 91 | 95 | 98 | |
| 76 | — | — | — | |
|
Концентрация свинца, г/дм3, не более, в бензине: - неэтилированном - этилированном |
| |||
| 0,013 0,17 | 0,013 — | 0,013 — | 0,013 — | |
| Давление насыщенных паров, кПа | 35...100 | 35...100 | 35...100 | 35...100 |
| Фракционный состав | ||||
| Температура перегонки 90 % бензина, °С, не выше | 190 | 190 | 190 | 190 |
| Температура конца кипения, 0С, не выше | 215 | 215 | 215 | 215 |
| Остаток в колбе, %, не более | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| Массовая доля серы, %, не более | 0,1 | 0,05 | 0,05 | 0,05 |
| Объемная доля бензола, %, не более | 5 | 5 | 5 | 5 |
Все автомобильные бензины, выпускаемые по техническим условиям, должны проходить сертификацию на соответствие общим техническим требованиям ГОСТ Р 51313 - 99. В нашей стране автомобильные бензины марок А-76, АИ-91, АИ-93, АИ-95 вырабатывают по ГОСТ 2084 - 77 (табл. 1.3), а бензин АИ-98 - по ТУ 38401-58-122-95.
В маркировке бензинов буква А означает, что бензин автомобильный, цифры в марке А-76 - октановое число, определенное по моторному методу, в марках АИ-91, АИ-93, АИ-95 и АИ-98 буква И с последующей цифрой - октановое число, определенное по исследовательскому методу.
Рассмотренные бензины могут быть как этилированные, так и неэтилированные. Однако они не соответствуют принятым международным нормам, особенно экологическим требованиям. С целью повышения качества бензина до уровня европейских стандартов разработан ГОСТ Р 51105-97, которым предусмотрен выпуск неэтилированных бензинов следующих марок: «Нормаль-80», «Регуляр-91», «Премиум-95» и «Супер-98» (табл. 1.5).
По ГОСТ 2084-77 выпускаются бензины марок А-72, А-76, АИ-91, АИ-93, АИ-95 зимнего (с 1 октября по 1 апреля) и летнего (с 1 апреля до 1 октября) видов (табл. 1.3).
Таблица 1.3
Основные показатели качества бензинов, выпускаемых по ГОСТ 2084-77
ГОСТ Р 51105-97, веденный в 1999 г., предусматривает выпуск следующих марки автомобильных бензинов: АИ-80 (А-76), АИ-92, АИ-95 и АИ-98. Объемы производства бензинов в России по маркам представлены в табл. 1.4.
Таблица 1.4
Объемы производства автомобильных бензинов в России в 2002 году
| Общий объем производства млн. тонн | Доля автобензина по маркам в общем объеме, %, | |||
| АИ-80 (А-76) | АИ-92 | АИ-95 | АИ-98 | |
| 27,3 | 49,2 | 42,3 | 8,2 | 0,3 |
В соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р 51105-97 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия» 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 автомобильным бензинам по ГОСТ Р 51105-97 представлены в табл. 1.5. Бензин «Нормаль-80» предназначен для использования на грузовых автомобилях с карбюраторными двигателями наряду с бензином А-76 по ГОСТ 2084-77.
Дополнительное нормирование октанового числа по исследовательскому методу обеспечивает более высокое качество бензина, так как фактические значения октанового числа по исследовательскому методу бензинов А-76, вырабатываемых по ГОСТ 2084-77, находятся в пределах 74–82 ед., что в ряде случаев ниже установленной в ГОСТ Р 51105-97 нормы (не менее 80 ед.).
Бензин А-76 (АИ-80) применяют в основном для грузовых автомобилей и старевших моделей двигателей со степенью сжатия 6,5...7.
Таблица 1.5
Технические требования к автомобильным бензинам
по ГОСТ Р 51105-97 и ГОСТ Р 51866-2002
| Показатель качества | ГОСТ Р 51105-97 | ГОСТ 51866-2002 | |||||||
| Нормаль 80 | Регуляр 92 | Премиум 95 | Супер 98 | Регуляр Евро-92 | Премиум Евро-95 | Супер Евро-98 | |||
| Октановое число, не менее - моторный метод | 76,0 | 83,0 |
85,0 | 88,0 | 85,0 | 85,0 | 88,0 | ||
| - исследовательский метод | 80,0 | 92,0 |
95,0 | 98,0 | 95,0 | 95,0 | 98,0 | ||
| Содержание свинца, г/дм3, не более |
0,010 |
0,005 | |||||||
| Содержание фактических смол, мг/100 см3, не более |
5,0 |
5,0 | |||||||
| Индукционный период бензина, мин, не менее |
360 |
360 | |||||||
| Массовая доля серы, % не более |
0,05 |
0,015 | |||||||
| Объемная доля бензола, % не более |
5 |
1 | |||||||
| Испытание на медной пластинке | Выдерживает, класс 1 | Класс 1 | |||||||
| Внешний вид | Чистый, прозрачный | Чистый, прозрачный | |||||||
| Плотность при 15 0С, кг/м3 | 700-750 |
725-780 | 725-780 |
725-780 |
720-775 | ||||
Неэтилированный бензин «Регуляр-92» предназначен для применения на автомобилях взамен этилированного бензина АИ-93.
Автомобильные бензины «Премиум-95» и «Супер-98» предназначены в основном для зарубежных автомобилей, ввозимых в Россию.
Применение неэтилированных автомобильных бензинов, вырабатываемых по ГОСТ Р 51105-97, дает возможность обеспечить выполнение норм на выбросы Евро-2 автомобилями, оснащенными каталитическими нейтрализаторами отработавших газов. В соответствии с ГОСТ Р 51866-2002 (ЕN 228:1993) «Топлива моторные. Бензин неэтилированный. Технические условия» вырабатывают неэтилированные автомобильные бензины марок: «Регуляр Евро-92», «Премиум Евро-95» и «Супер Евро-98». Эти бензины предназначены для использования на автомобилях с бензиновыми двигателями, отвечающими требованиям Евро-3. Технические требования по показателям испаряемости к автомобильным бензинам по ГОСТ Р 51866-2002 представлены в табл. 1.3.
Климатические условия на территории России таковы, что повсеместное применение бензинов с одинаковой испаряемостью нецелесообразно и практически невозможно. Поэтому по ГОСТ 2084-77 бензины подразделяют на зимний и летний, по ГОСТ Р 51105-97 для более рационального использования бензины по предложению ОАО «АвтоВаз» имеют 5 классов испаряемости, а по ГОСТ Р 51866-2002 – 10 классов испаряемости (см. табл. 1.6), для применения в различных климатических районах.
Наряду с автобензинами для внутреннего потребления нефтеперерабатывающие предприятия вырабатывают автомобильные бензины для экспорта, которые также применяются в России. Основная масса бензина АИ-92 вырабатывается по ТУ 38.001165-2003 «Бензины автомобильные экспортные».
Таблица 1.6
Характеристики испаряемости бензинов всех марок
| Показатели | ГОСТ Р 51105-97 | ||||
| К Л А С С | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Давление насыщенных паров, кПа (мин-макс) | 35-70 | 45-80 | 55-90 | 60-95 | 80-100 |
| Фракционный состав: Температура начала перегонки, 0С, не ниже | 35 | 35 |
Не нормируется | ||
| Пределы перегонки, 0С, не выше | |||||
| 10 % | 75 | 70 | 65 | 60 | 55 |
| 50 % | 120 | 115 | 110 | 105 | 100 |
| 90 % | 190 | 185 | 180 | 170 | 160 |
| Конец кипения, 0С, не выше | 215 | 215 | 215 | 215 | 215 |
| Объемная доля остатка в колбе, % | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Остаток и потери, % | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Объем испарившегося бензина, %, при температуре: 70 0С (мин-макс) | 10-45 | 15-45 | 15-47 | 15-50 | 15-50 |
| 100 0С (мин-макс) | 35-65 | 40-70 | 40-70 | 40-70 | 40-70 |
| 180 0С (не менее) | 85 | 85 | 85 | 85 | 85 |
| Конец кипения, 0С, не выше | 215 | 215 | 215 | 215 | 215 |
| Индекс испаряемости, не более | 900 | 1000 | 1100 | 1200 | 1300 |
| Показатели | ГОСТ Р 51866-2002 | |||||
| К Л А С С | ||||||
| А | В | С и С1 | D и D1 | E и E1 | F и F1 | |
| Давление насыщенных паров (ДНП), кПа: не менее не более | 45 60 | 45 70 | 50 80 | 60 95 | 65 100 | 70 - |
| Фракционный состав: Объемная доля испарившегося бензина, % при температуре: | ||||||
| 70 0С (И 70) | 20-48 | 20-38 | 22-50 | 22-50 | 22-50 | 22-50 |
| 100 0С (И 100) | 46-71 | 46-71 | 46-71 | 46-71 | 46-71 | 46-71 |
| Максимальный индекс паровой пробки (ИПП) | ||||||
| ИПП = 10 ДНП + 7 (И 70) | - | - | 1050 | 1150 | 1200 | 1250 |
Евробензины принципиально отличаются от наших непременным выполнением пяти условий:
1. Обязательное наличие в них моющих присадок.
2. Ограничение содержания ароматических углеводородов (42 % для Евро-III и 30 % для Евро-IV).
3. Жесткое ограничение содержания бензола, как главного источника канцерогенной опасности отработавших газов – не более 1 %.
4. Ограничение содержания серы (0,05 % для Евро-II и 30 ppm (процентах и промиле для Евро-IV) (промилле - одно десятая процента или одна тысячная часть числа, 0/00).
5. Жесткое запрещение использования всяких металлосодержащих детонаторов.
Перспективы развития производства товарных автомобильных бензинов связаны с увеличением доли выработки высокооктановых бензинов (92 ед. и выше по и. м.).
Следует отметить, что повышение октанового числа на каждую единицу позволяет снизить расход топлива автомобилем на 1 %, т. е. при применении автобензина АИ-92 взамен АИ-80 экономия бензина составит 12 %.
В ближайшее время следует ожидать расширения ассортимента присадок к бензинам (прежде всего моющих) и повышение их эффективности, что позволит снизить вредные выбросы с отработавшими газами и повысить надежность работы и долговечность эксплуатации автомобилей. В марке бензинов АИ-92, АИ-95 после буквенного индекса даются минимальные октановые числа, определяемые по исследовательскому методу, на что указывает заглавная буква И. Летние бензины предназначены для применения во всех районах страны, кроме северных и северо-восточных, в период с 1 апреля по 1 октября (ГОСТ 16350-80).
Зимние виды этих бензинов применяются в течение всех сезонов в северных и северо-восточных районах, а в остальных районах с 1 октября по 1 апреля.
Одновременное использование летних и зимних сортов бензина или их смесей при переходе двигателей с летней эксплуатации на зимнюю и наоборот допускается в течение месяца. В остальное время бензин должен соответствовать климатическим условиям. Использование зимой летних сортов бензина, например, ведет к перерасходу топлива на 3...5 %.
Высокое содержание серы в автомобильных бензинах увеличивает выбросы оксидов серы, которые губительно действуют на здоровье человека, животный и растительный мир, конструкционные материалы.
При сгорании бензола образуются полициклические ароматические углеводороды (бенз(а)пирены), которые обладают канцерогенными свойствами, т. е. вызывают раковые заболевания. Отработавшие газы, в составе которых содержится более 300 вредных соединений, также загрязняют окружающую среду.
Токсичность продуктов сгорания неэтилированных бензинов в основном определяется содержанием в них ароматических углеводородов.
По ТУ 38.401-58-220-98 производят автомобильные неэтилированные бензины, содержащие антидетонационную присадку АПК, следующих марок: А-76, «Нормаль-80», «Регуляр-91», АИ-92, АИ-93, «Премиум-95», «Супер-98».
По ТУ 38.401-58-235-99 выпускают автомобильный компаундированный бензин, получаемый компаундированием товарных автомобильных бензинов АИ-93 и А-80 с изопентан-пентановой фракцией и антидетонационными присадками «Октан Максимум», «Супер Октан» и др.
В зависимости от соотношения компонентов вырабатывают бензин двух марок: АКЗ-1 зимний (октановое число 93 по исследовательскому методу) и АКЗ-2 летний (октановое число 92 по исследовательскому методу).
По ТУ 38.401-58-244-99 производят неэтилированные автомобильные бензины, содержащие этанол. Эти бензины используют как для карбюраторных, так и для двигателей с непосредственным впрыскиванием. Бензин получают путем компаундирования неэтилированных бензинов с этиловым декстурированным спиртом. Этанол используют как высокооктановый компонент смешения. Его можно применять как заменитель бензина. Установлены следующие марки бензинов, содержащих этанол: АИ-92Э, АИ-93Э, АИ-95Э, АИ-98Э.
По ТУ 38.401-58-264-00 выпускают неэтилированный автомобильный бензин (городской), предназначенный для использования в густонаселенных районах страны. В состав бензина введены различные присадки и добавки, повышающие его эксплуатационные свойства.
По ТУ 38.401-58-95-94 выпускают неэтилированные бензины с улучшенными экологическими и эксплуатационными свойствами: АИ-80Ф, АИ-91Ф, АИ-92Ф, АИ-93Ф. В них добавляют антидетонационную присадку «ФероЗ» и моющую присадку «Афен» или «Автомат».
По техническим условиям производят всесезонные автомобильные бензины «Евро-Супер-95» и АИ-95 «Супер плюс», которые содержат кислородосодержащий компонент МТБЭ.
По ТУ 38.401-58-288-01 выпускают автомобильный неэтилированный бензин четырех марок, содержащий метанол: АИ-80М, АИ-92М, АИ-95М, АИ-98М. В эти технические условия включены нормы по температуре начала помутнения, содержанию метанола и железа.
Первоочередные задачи, решаемые в области производства отечественных автомобильных бензинов:
• осуществление полного перехода на производство и применение только неэтилированных бензинов;
• увеличение производства неэтилированных бензинов с октановыми числами свыше 91 (по исследовательскому методу);
• увеличение выпуска автомобильных бензинов, содержащих различные спирты;
• организация поставки бензинов с улучшенными экологическими свойствами в города и районы с высокой плотностью транспортных средств.
Гарантийный срок хранения автомобильного бензина всех марок – 1 год со дня изготовления бензина (ГОСТ 1510). Автомобильные бензины, предназначенные для длительного хранения (5 лет) в Госрезерве и МО, должны иметь индукционный период не менее 1200 мин. Маркировка, характеризующая транспортную опасность автомобильных бензинов, (ГОСТ 19433), - класс 3, подкласс – 3.1, знак опасности 3, классификационный шифр 3111, номер ООН 1203.
Автомобильные бензины других стран представлены ниже:
| Страна | Марка бензина | Октановое число (ММ) |
| США | Регулярный | 85 |
| Премиальный | 90 | |
| Экстра | 93 | |
| Англия | Регулярный | 79-80 |
| Премиальный | 84-88 | |
| Экстра | 88-90 | |
| Франция | Регулярный | 79-82 |
| Премиальный | 81-85 | |
| Италия | Регулярный | 76-84 |
| Премиальный | 83-91 | |
| Германия | Регулярный | 83-86 |
| Премиальный | 86-88 | |
| Япония | Регулярный | 76-80 |
| Премиальный | 83-86 |
Организация контроля качества топлив, смазочных материалов и специальных жидкостей в АТП является одним из мероприятий, обеспечивающих надежную и безаварийную работу транспортных средств.
При проведении приемочного контроля автомобильного бензина проба топлива по ГОСТ 2517-85 «Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб» в объеме 0,7 л подвергается анализу: цвет и прозрачность; плотность; содержание механических примесей и воды. При проведении контрольного анализа (через 3 месяца)– цвет и прозрачность; плотность; фракционный состав; содержание фактических смол; содержание механических примесей и воды; содержание водорастворимых кислот и щелочей.
Отбор проб. Точечную пробу из железнодорожной или автомобильной цистерны отбирают переносным пробоотборником с уровня, расположенного на высоте 0,33 диаметра цистерны от нижней внутренней образующей.
Точечные пробы нефтепродукта из горизонтального цилиндрического резервуара диаметром более 2500 мм отбирают переносным пробоотборником с трех уровней:
- верхнего – на 200 мм ниже поверхности нефтепродукта;
- среднего – с середины высоты столба нефтепродукта;
- нижнего – на 250 мм выше нижней внутренней образующей резервуара.
Объединенную пробу составляют смешением точечных проб верхнего, среднего и нижнего уровней в соотношении 1:6:1.
Для отбора объединенной пробы нефтепродукта за один прием из вертикального резервуара применяют стационарные пробоотборники по ГОСТ 13196-85 или с перфорированной заборной трубкой. За нижнюю точку отбора пробы принимают уровень на расстоянии 250 мм от днища резервуара. Точечные пробы нефтепродукта из вертикального цилиндрического или прямоугольного резервуара отбирают стационарным или переносным пробоотборником из трех уровней:
- верхнего – на 250 мм ниже поверхности нефтепродукта;
- среднего – с середины высоты столба нефтепродукта;
- нижнего – на 250 мм выше днища резервуара.
Объединенную пробу составляют смешением точечных проб верхнего, среднего и нижнего уровней в соотношении 1:3:1.
Отбор проб нефтепродуктов следует производить с соблюдением правил безопасности, действующих в данной отрасли промышленности и утвержденных в установленном порядке.
