Din ce este făcută benzina, care este cifra octanică. Punctul de fierbere, arderea și punctul de aprindere al benzinei Punctul de fierbere al benzinei ai 92

Gama și calitatea benzinei produse și utilizate este determinată de structura flotei de automobile a țării (în ultimul deceniu, numărul de mașini a crescut de 1,7 ori, în timp ce ponderea mașinilor străine a crescut), de capacitățile tehnice ale autohtonelor autohtone. industria petrochimică, precum și cerințele de mediu, care au devenit recent decisive. Pentru a reduce emisiile nocive, mașinile au început să fie echipate cu sisteme catalitice pentru neutralizarea gazelor de eșapament, ceea ce a determinat cerințe mai stricte pentru calitatea benzinei utilizate.

1. Producția de benzine pentru motor și compoziția lor componente

Producția de combustibil pentru motoarele cu ardere internă este un proces complex care include obținerea componentelor sale primare, amestecarea acestora și îmbunătățirea lor cu aditivi la calitatea comercială în conformitate cu cerințele standardelor. Se numește amestecarea fracțiilor cu procese directe cu componente ale proceselor secundare și aditivi combinarea.

Benzinele de motor de aceeași marcă, produse la diferite întreprinderi, au compoziții ușor diferite, care este asociată cu un set diferit de echipamente tehnologice. Cu toate acestea, trebuie să respecte documentația de reglementare. Compoziția medie a componentelor benzinei de diferite mărci este dată în tabel. 3.

Componenta de bază pentru producția de benzină pentru motor este de obicei benzina de reformare catalitică sau de cracare catalitică. Benzinele de reformare catalitică se caracterizează printr-un conținut scăzut de sulf și practic nu conțin olefine, astfel încât sunt foarte stabile în timpul depozitării. Cu toate acestea, conținutul crescut de hidrocarburi aromatice în acestea este un factor limitativ din punct de vedere al mediului. Dezavantajele lor includ, de asemenea, distribuția neuniformă a rezistenței la detonare între fracții.

În stocul rusesc de benzină, ponderea componentei de reformare catalitică depășește 50%.

Tabelul 3.Compoziția medie a componentelor benzinei de diferite mărci

Benzinele de cracare catalitică se caracterizează printr-o fracție de masă redusă de sulf și cifre octanice de cercetare de 90...93. Conținutul de hidrocarburi aromatice în ele este de 30...40%, hidrocarburi olefinice - 10...25%. Au stabilitate chimică relativ mare (perioada de inducție 800...900 min). În comparație cu benzinele de reformare catalitică, benzinele de cracare catalitică se caracterizează printr-o distribuție mai uniformă a rezistenței la detonare între fracții. Prin urmare, un amestec de componente de reformare catalitică și de cracare catalitică este utilizat ca bază pentru producția de benzină pentru motor.

2. Cerințe privind calitatea benzinei de motor

Puterea unui motor pe benzină, eficiența acestuia, fiabilitatea operațională, consumul de combustibil și ulei și toxicitatea gazelor de eșapament depind în mare măsură de calitatea combustibilului utilizat.

Benzinele de motor sunt amestecuri de distilate de benzină cu exploatare directă, cracare termică, platformare și cracare catalitică. Pe măsură ce procesele de cracare catalitică și reformare se îmbunătățesc, ponderea distilatelor din aceste procese în benzina de motor crește datorită scăderii ponderii distilatelor drepte și cracarea termică.

Pentru a asigura funcționarea fiabilă a motoarelor de automobile în toate modurile, benzina trebuie să îndeplinească anumite cerințe.

Arderea benzinei amestecate cu aer în camera de ardere trebuie să aibă loc la o viteză normală, fără detonare, în toate modurile de funcționare a motorului, în orice condiții climatice. Această cerință stabilește standarde pentru rezistența la detonare a benzinei. Pentru a îmbunătăți proprietățile antidetonații, la unele benzine se adaugă aditivi antidetonații - agenți antidetonații. În benzinele destinate motoarelor cu grad înalt compresie, adăugați diverse componente cu octan ridicat.

Este necesar ca benzina să aibă o putere calorică ridicată, probabilitate minimă de formare a depunerilor în sistemele de combustibil și de admisie, precum și depuneri de carbon în camera de ardere. Produsele de ardere nu trebuie să fie toxice sau corozive. Volatilitatea benzinei trebuie sa asigure prepararea unui amestec combustibil la orice temperatura de functionare a motorului. Această cerință reglementează astfel de proprietăți și indicatori de calitate ai benzinei, cum ar fi compoziția fracționată, presiunea vaporilor saturați și tendința de a forma blocări de vapori. Pentru a îmbunătăți proprietățile de pornire ale motorului, benzină este adăugată la benzină.

Producția de benzină pentru motor este asociată cu un set complex de diverse procese tehnologice rafinarea petrolului.

Cerințele privind calitatea benzinei produse, determinate de capacitățile tehnice ale rafinării petrolului autohtone, impun restricții asupra parametrilor compoziției fracționate și hidrocarburilor, conținutului de sulf și a diverșilor agenți antidetonant.

Condiții productie in masa necesită posibilitatea utilizării materiilor prime petroliere cu cea mai mare variație de hidrocarburi și compoziție fracționată și conținutul diverșilor compuși ai sulfului, ceea ce influențează într-un anumit fel stabilirea standardelor în specificațiile pentru indicatorii de calitate corespunzători ai benzinei.

Pentru a crește randamentul benzinei din materie primă prelucrată de petrol, producția este interesată de creșterea punctului de fierbere și utilizare eficientă benzina în motor este posibilă cu o anumită limitare a conținutului de fracții cu punct de fierbere ridicat.

Standardele pentru rezistența la detonare sunt stabilite la un nivel realizabil folosind procese tehnologice existente, componente și aditivi aprobați pentru utilizare în benzină.

Cerințele producătorilor de automobile sunt foarte adesea în conflict cu cerințele rafinăriilor de petrol și, în aceste cazuri, este necesar să se determine nivelul optim fezabil din punct de vedere economic al acestor cerințe. Un exemplu de astfel de compromis este indicele octanic, care caracterizează rezistența la detonare a benzinei americane.

Producătorii de automobile din SUA au propus să includă în caietul de sarcini o evaluare a numărului octanic al benzinei folosind metoda de cercetare și rafinăriile de petrol - folosind metoda motorului. Ca urmare, a fost introdus un indicator egal cu jumătate din suma cifrelor octanice conform metodelor de cercetare și motorii.

Cerințele asociate cu transportul și depozitarea benzinei sunt determinate de necesitatea menținerii calității acestora timp de câțiva ani.

Benzina de motor este furnizată de la uzina de producție către marile depozite regionale de transbordare a petrolului. Din aceste baze de depozitare, benzina este furnizată depozitelor de petrol care furnizează benzinărie(benzinărie), și apoi cu rezervoarele de automobile până la benzinărie.

Transportul, depozitarea și utilizarea benzinei direct pe mașini se efectuează în diferite condiții climatice la temperaturi ambientale de la –50 la 45 ° C și este necesar să se asigure munca normala motor. Cerințele legate de transport și depozitare reglementează proprietățile benzinei de motor precum stabilitatea fizică și chimică, tendința la pierderi prin evaporare și formarea de vapori, solubilitatea în apă, conținutul de compuși corozivi etc. De regulă, benzinele de tip vară cu stabilitate chimică ridicată (perioada de inducție de cel puțin 1200 de minute) sunt furnizate pentru depozitare pe termen lung.

Impactul benzinei asupra mediului atunci când este utilizată în tehnologia auto este asociat cu toxicitatea compușilor care intră în aerul atmosferic, apa și sol direct din combustibil (evaporare, scurgere) sau cu produsele sale de ardere.

Sursele de emisii toxice ale vehiculelor sunt gazele de evacuare, gazele de carter și vaporii de combustibil din sistemul de admisie și rezervorul de combustibil. Gazele de eșapament conțin monoxid de carbon, oxizi de azot, oxizi de sulf, hidrocarburi nearse și produse ale oxidării lor parțiale, carbon elementar (funingine), produse de ardere a diverșilor aditivi, de exemplu oxizi de plumb și halogenuri de plumb atunci când se utilizează benzină cu plumb, precum și azot și oxigenul nu este cheltuit pe combustibil aerul de ardere.

Pentru a reduce emisiile de substanțe nocive, mașinile moderne sunt echipate cu sisteme catalitice de neutralizare a gazelor de eșapament, care permit arderea hidrocarburilor nearse și monoxidului de carbon până la CO 2, iar oxizilor de azot să fie reduse la azot.

Proprietățile de mediu ale benzinei sunt asigurate de restricții asupra conținutului de substanțe toxice individuale, asupra compoziției grupului de hidrocarburi, asupra conținutului de hidrocarburi cu punct de fierbere scăzut, precum și a sulfului și benzenului. Aceste restricții asigură funcționarea fiabilă a sistemului catalitic de posttratare a gazelor de eșapament și ajută la reducerea poluării mediului.

În tabel Tabelul 4 prezintă cerințele pentru benzina de motor în țările Comunității Economice Europene (CEE).

În legătură cu aderarea Federația Rusăși Republica Belarus la programele europene de mediu, există o nevoie urgentă de organizare productie industriala benzine de motor care îndeplinesc cerințele europene (EN 228). Tehnologia de producere a benzinei de motor care îndeplinește cerințele EURO-2, EURO-3, EURO-4, EURO-5 trebuie să garanteze standardele stabilite pentru conținutul de sulf, hidrocarburi aromatice și olefinice și benzen.

Tabelul 4Cerințe pentru benzinele de motor ale Uniunii Europene

Astfel, benzina ca combustibil ar trebui:

• au o volatilitate bună și formează un amestec combustibil care este uniform ca compoziție în toți cilindrii;
• au rezistență ridicată la detonare, adică arde fără detonare în diferite condiții de funcționare a motorului;
• asigura pornirea ușoară și funcționarea stabilă a motorului în diferite moduri, eficiență ridicată;
• au o compoziție fracțională optimă;
• au un conținut scăzut de compuși care formează rășină și funingine și substanțe corozive;
• au stabilitate fizică și chimică ridicată în timpul depozitării, transportului etc., nu provoacă coroziunea containerelor, mijloacelor de alimentare cu combustibil, motoarelor (produsele de combustie pe benzină nu ar trebui să provoace, de asemenea, coroziunea pieselor motorului);
• arde complet cu formarea minimă de substanțe toxice și cancerigene;
• au o tendință minimă de a forma depuneri de carbon pe piesele motorului;
• asigură puterea maximă a motorului și consum minim uleiuri;
• au proprietăți bune la temperatură scăzută;
• nu au higroscopicitate crescută și tendință de a forma gheață;
• nu conțin impurități mecanice și apă.

Proprietățile benzinelor care îndeplinesc pe deplin toate cerințele operaționale includ: fizice Proprietăți chimice, volatilitatea și compoziția fracționată, rezistența la detonare, stabilitatea și proprietățile lor anticorozive. Cerințele de mediu sunt incluse într-un grup separat de proprietăți ale benzinei.

3. Compoziția chimică și hidrocarburică a benzinei

Compoziția chimică a benzinei este caracterizată prin compoziția sa de hidrocarburi de grup, adică. conținutul lor de hidrocarburi aromatice, olefinice, naftenice și parafină.

Pe lângă hidrocarburi, benzina conține cantități mici de compuși heteroatomi de hidrocarburi, care includ sulf, oxigen și azot. Ei intră în benzină din petrolul rafinat, iar compușii de oxigen se formează în timpul oxidării hidrocarburilor în timpul depozitării benzinei.

Componentele benzinei nu conțin compuși organometalici ai petrolului, care sunt concentrați, de regulă, în fracții cu punct de fierbere ridicat. Pentru a îmbunătăți proprietățile fizico-chimice și operaționale ale benzinei de motor, la compoziția lor se adaugă componente care conțin oxigen (eteri și alcooli), precum și aditivi speciali anti-detonare, inclusiv cei care conțin metale, în cantități limitate.

Pentru a limita conținutul de aditivi anti-detonare, specificațiile pentru benzină prevăd concentrații maxime admise de plumb, mangan și fier.

Principalele restricții privind compoziția chimică și hidrocarburică a benzinei de motor includ: conținutul de sulf, hidrocarburi aromatice și, în principal, benzen; conținut de hidrocarburi olefine, substanțe oxigenate (concentrația totală de oxigen și alcooli și eteri individuali).

Odată cu creșterea conținutului de compuși de sulf din benzină, se produce o creștere a formării de carbon și a uzurii pieselor motorului și a îmbătrânirii uleiului de motor. În plus, are un impact negativ semnificativ asupra mediului.

O creștere a conținutului de hidrocarburi aromatice din benzină contribuie la creșterea emisiilor de benzen în mediu. Studiile efectuate au stabilit că există o relație liniară între conținutul de benzen din benzină și concentrația acestuia pentru toate tipurile de emisii de hidrocarburi nearse: în gazele de eșapament; în evaporările din sistemul de combustibil; la realimentarea mașinii. Pentru vehiculele care nu sunt echipate cu convertor catalitic, principala sursă de emisii de benzen în atmosferă sunt gazele de eșapament (aproximativ 70%), urmate de emisiile prin evaporare (20%) și pierderile în timpul realimentării (10%) într-o măsură și mai mică.

• tăierea din benzina de reformare catalitică a unei fracțiuni de 60...85 °C care conține mai mult de 20% benzen, urmată de utilizarea acesteia pentru a produce benzen. În același timp, conținutul de benzen din benzina comercială scade de aproape 3 ori, iar caracteristicile octanice ale benzinei reformate după separarea fracției de 60...85 °C cresc cu 1...1,5;
• o creștere a proporției componentelor cu octan ridicat care nu conțin benzen în compoziția benzinei comerciale: alchilat, izomerați, oxigenați (alcooli, eteri etc.), precum și utilizarea agenților antidetonant netoxici;
• selectarea materiilor prime și reducerea severității procesului de reformare, extracție, precum și hidrogenarea selectivă a benzenului în ciclohexan sau alchilarea benzenului în hidrocarburi alchil aromatice.

O combinație a mai multor metode este posibilă pe baza caracteristicilor rafinăriei de petrol, a disponibilității materiilor prime, a conceptului de procesare și a integrării cu producția chimică.

Conținutul maxim de hidrocarburi olefine din benzina comercială nu trebuie să depășească 18%, deoarece acestea sunt principala sursă de formare a substanțelor gudronizate în benzină. O creștere a conținutului de hidrocarburi olefine crește emisiile de substanțe nocive în mediu cu gazele de eșapament.

Oxigenații au rezistență mare la detonare, ceea ce le permite să înlocuiască hidrocarburile aromatice și, de asemenea, ajută la reducerea toxicității gazelor de eșapament ale vehiculelor. Cu toate acestea, atunci când conținutul de substanțe oxigenate din benzină este mai mare de 2,7% oxigen, se observă o creștere a masei și a consumului specific de combustibil datorită puterii lor calorice scăzute, precum și o pierdere a puterii motorului. Prin urmare, din motive de mediu, conținutul de substanțe oxigenate din benzină ar trebui să fie de 2,0...2,7% oxigen.

Specificațiile pentru benzina de motor includ și standarde pentru conținutul maxim de substanțe oxigenate individuale.

4. Proprietăţile fizico-chimice ale benzinelor

Proprietățile fizico-chimice ale benzinei de motor și parametrii de control al motorului trebuie să fie legați cu atenție unul de celălalt.

Proprietățile fizice și chimice ale benzinei de motor sunt evaluate după aspectul lor, prezența impurităților mecanice, acizilor și alcalii solubili în apă, precum și densitatea acestora. În același grup de cerințe operaționale pentru combustibili, sunt luate în considerare și proprietățile de temperatură scăzută ale benzinei.

După apariția benzinei, se evaluează culoarea și transparența acesteia. Benzinele sunt incolore. Posibila nuanță gălbuie a benzinei se datorează prezenței substanțelor rășinoase în ea.

Transparența benzinei în conformitate cu GOST este determinată într-un cilindru de sticlă. Benzina turnată în butelie trebuie să fie complet transparentă și să nu conțină impurități străine, inclusiv apă, suspendate și depuse în partea inferioară a cilindrului. Turbiditatea benzinei la temperatura camerei este de obicei asociată cu prezența apei (sub formă de emulsie) sau a impurităților mecanice. Un astfel de combustibil este supus sedimentării și filtrării înainte de utilizare. Prezența apei în benzină este deosebit de periculoasă iarna, când cristalele de gheață rezultate perturbă dozarea benzinei și pot provoca chiar oprirea completă a alimentării acesteia. În plus, apa crește corozivitatea benzinei față de părțile metalice ale sistemelor de combustibil.

Specificația pentru benzină prevede că nu conține apă. Cu toate acestea, apa din benzină poate fi dizolvată și poate intra și în recipientele de combustibil și se poate acumula în ele în stare liberă. Cantitatea de apă liberă depinde de condițiile de transport și depozitare. Prin urmare, pentru funcționarea fiabilă a echipamentelor, rezervoarelor de stocare și a mijloacelor de pompare a benzinei, este important ca acestea nu numai să nu fie agresive în sine, ci să aibă și capacitatea de a reduce rata de coroziune electrochimică în sistemul combustibil-metal-apă.

Impuritățile mecanice pot pătrunde în benzină atunci când se utilizează recipiente murdare sau defecte (cu scurgeri) sau echipamente de alimentare cu combustibil contaminate. Prezența impurităților mecanice este determinată prin inspecția externă a unei probe de benzină și într-un recipient de sticlă. Prezența chiar și a celor mai mici impurități mecanice în benzină nu este permisă. Utilizarea benzinei care contine impuritati mecanice determina uzura echipamentelor de combustibil, infundarea sistemelor de dozare a combustibilului, iar atunci cand aceasta patrunde in cilindrii motorului, uzura grupului cilindru-piston al motorului.

În timpul utilizării, benzina de motor intră în contact cu diferite metale și aliaje, provocând distrugerea lor corozivă. Rezervoarele de combustibil, conductele etc. sunt supuse coroziunii.

Acizii și alcalii solubili în apă, care provoacă uzura corozivă a pieselor motorului, pot ajunge în benzină din cauza încălcării tehnologiei sale de purificare. Astfel, după purificarea acidului sulfuric, este posibil ca benzina să conțină reziduuri atât ale acidului în sine, cât și ale derivaților acestuia (acizi sulfonici și esteri acizi) datorită neutralizării lor incomplete. Alcalii intră în benzină atunci când sunt spălate prost în timpul procesului de curățare. Astfel, acizii organici rămân în benzină după rafinarea petrolului, și se formează și în timpul procesului de oxidare în timpul depozitării, iar conținutul lor crește din momentul producerii benzinei și până la consumul acesteia.

Acizii organici sunt deosebit de distructivi pentru metalele neferoase - plumb și zinc. Acizii, interacționând cu metalele, formează săpunuri insolubile în benzină, care precipită sub formă de cheaguri, înfundând sistemul de alimentare al motorului.

Compușii cu sulf conținuti în benzină sunt împărțiți în mod convențional în activi și inactivi. Compușii activi includ sulf elementar, hidrogen sulfurat, mercaptani, iar compușii inactivi includ sulfuri, disulfuri etc. Compușii activi cu sulf corodează metalul chiar și la temperaturi scăzute, deci prezența lor în benzină este inacceptabilă.

Prin ei înșiși, compușii inactivi de sulf găsiți în benzină nu provoacă coroziunea metalelor. Produșii de combustie ai compușilor cu sulf - sulf și anhidride de dioxid de sulf - sunt foarte corozivi. La pornirea motorului, mai ales in sezonul rece, la o temperatura relativ scazuta a produselor de ardere, este posibila condensarea vaporilor de apa rezultati din arderea combustibilului. Anhidridele se dizolvă în apă, formând acizi sulfuric și sulfuros. Sub influența acestor acizi, are loc coroziunea lichidă la temperatură joasă a metalelor. Dacă temperatura produselor de ardere este suficient de mare, atunci vaporii de apă nu se condensează, dar are loc coroziunea gazului la temperatură înaltă. Oxizii de sulf din gazele de evacuare provoacă coroziunea sistemului de evacuare. Uzura corozivă depinde în mare măsură de starea sa tehnică, calitatea uleiului, condițiile de funcționare și cantitatea de sulf conținută în combustibil. Atunci când conținutul de sulf din benzină crește de la 0,05 la 0,1%, uzura corozivă a pieselor motorului crește de 1,5-2,0 ori, de la 0,1 la 0,2% de încă 1,5-2,0 ori, de la 0,2 la 0,3% - 1,3-1,7 ori.

Procesul de îndepărtare a sulfului din benzină este foarte laborios și costisitor. Prin urmare, unii dintre compușii sulfului, majoritatea inactivi, sunt de obicei lăsați în combustibil într-o cantitate care nu afectează uzura motorului.

Conținutul maxim de sulf din benzina de uz casnic este reglementat de STB ISO 20846–2005 și nu trebuie să depășească 50 mg/kg.

5. Stabilitatea combustibilului, tendința de a forma depuneri și depuneri de carbon

Sub stabilitatea combustibiluluiînțelegeți capacitatea sa de a păstra proprietăți în limite admisibile pentru conditii specifice de functionare. Stabilitatea combustibililor depinde de proprietățile lor fizico-chimice, de prezența diferitelor impurități etc. În condiții de funcționare, când combustibilul este expus unor factori externi precum oxigenul atmosferic, temperatura instabilă, contaminarea cu umiditate și impurități mecanice, compoziția sa fracționată și chimică. se deteriorează. În mod convențional, se face o distincție între stabilitatea fizică și chimică a combustibilului.

Stabilitate fizică combustibilul determină capacitatea acestuia de a-și menține compoziția fracționată (modificările sunt cauzate de pierderea fracțiilor cu cel mai scăzut punct de fierbere ca urmare a evaporării lor) și omogenitatea.

Stabilitatea fizică a benzinei este evaluată prin presiunea vaporilor saturați și prezența fracțiilor ușoare. Lipsa stabilității fizice a benzinei determină o volatilitate ridicată a acesteia.

Proiectarea rezervoarelor de combustibil trebuie să excludă posibilitatea comunicării libere a volumului lor intern cu atmosfera.

Pentru a preveni evaporarea, rezervoarele de combustibil sunt protejate de lumina directă a soarelui.

Stabilitatea fizică a combustibilului este monitorizată prin determinarea periodică a densității, compoziției fracționale, a presiunii de vapori saturați, a punctului de tulburare și a temperaturii de cristalizare și a altor indicatori.

Stabilitate chimică caracterizează capacitatea benzinei de a-și păstra compoziția chimică inițială fără modificări atunci când depozitare pe termen lung, pompare și transport. Stabilitatea chimică a benzinei este asociată, în primul rând, cu prezența în compoziția lor a hidrocarburilor nesaturate, care se caracterizează printr-o tendință crescută de oxidare. Hidrocarburile care au duble legături conjugate, în special cele ciclice, sunt cele mai predispuse la oxidare. Hidrocarburile aromatice cu o legătură dublă în lanțul lateral sunt, de asemenea, slab rezistente la oxidare.

Benzina produsă prin cracare termică și catalitică, cocsificare, piroliză și care conține o mulțime de hidrocarburi olefine și diolefine sunt cele mai predispuse la oxidare. Benzinele obținute prin reformare catalitică și distilare directă, precum și benzina alchil, sunt mai stabile din punct de vedere chimic.

De-a lungul traseului de la producător la rezervorul mașinii are loc auto-oxidarea benzinei, adică oxidarea compușilor săi instabili de către oxigenul aerului înconjurător cu formarea de produse de compoziție complexă. Cu cât benzina este stocată mai mult timp, cu atât ruta de transport este mai lungă și mai multe puncte de transbordare, cu atât este mai mare posibilitatea de formare a produselor de oxidare - substanțe rășinoase și diferiți compuși acizi (acizi organici, hidroxiacizi etc.). Majoritatea produșilor de oxidare rezultați sunt în stare dizolvată în benzină, iar o parte mai mică precipită. Oxidarea benzinei este accelerată de diversele nămoluri și sedimente care se acumulează în rezervoare, precum și din cauza efectului catalitic al metalelor (de exemplu, cuprul). Cu cât benzina conține mai multe hidrocarburi nesaturate, cu atât se oxidează mai repede. Oxidarea schimbă culoarea benzinei. De exemplu, benzina fără plumb capătă o culoare variind de la galben deschis la galben intens. Apare un miros înțepător, se formează un strat de ulei în fundul rezervorului, ușor solubil în benzină, aciditatea benzinei crește, adică. corozivitatea acestuia crește.

Stabilitatea chimică este caracterizată de următorii indicatori:

• perioada de inducție;
• conținut real de rășină;
• cantitatea totală de produse de oxidare;
• aciditate.

Aciditatea și conținutul rășinilor reale caracterizează conținutul în benzină produse finale oxidare în momentul determinării lor. Pe baza acestora, se poate judeca rezerva de calitate a benzinei, i.e. despre diferența dintre conținutul admisibil și cel real al produselor de oxidare. Perioada de inducție și cantitatea de produse de oxidare caracterizează viteza de oxidare a benzinei în timpul depozitării și utilizării.

În condiții de depozitare pe termen lung, unii dintre compuși (sulf, oxigen, azot și organometalici) pot intra în reacții de oxidare, polimerizare și condensare. Fenomenele negative cum ar fi oxidarea și gudronul benzinei și formarea de sedimente antidetonante sunt cauzate de stabilitatea chimică insuficientă a combustibilului.

Conținutul de rășini reale este un indicator al nivelului de stabilitate chimică a benzinei și este standardizat prin standarde. Pentru a crește stabilitatea chimică a benzinelor, în acestea se introduc aditivi antioxidanti (inhibitori): lemn-rășină antioxidant DSA (0,05...0,15%), un amestec de fenoli FCh-16 (0,03...0,10%), inhibitori sintetici - ionol (0,03...0,10%), agidol-1, agidol-12 (până la 0,3%).

Compoziția de hidrocarburi a benzinei este unul dintre principalii factori care determină tendința acestora de a forma depozite de carbon în motor. O analiză a datelor disponibile arată că tendința benzinei de a forma depozite de carbon depinde în principal de conținutul de hidrocarburi nesaturate și aromatice din acestea.

Structura hidrocarburilor nesaturate, activitatea lor chimică și tendința de a se transforma sub influența temperaturi mari determina în mod semnificativ posibilitatea formării carbonului cu benzina de motor. Structura aromatice

hidrocarburile au un impact semnificativ asupra formării carbonului. Pe măsură ce greutatea moleculară a unei hidrocarburi și punctul său de fierbere cresc, probabilitatea formării carbonului crește în general. Hidrocarburile aromatice cu punct de fierbere ridicat suferă transformări oxidative sub influența temperaturilor ridicate și, evident, servesc ca sursă principală de formare a funinginei.

Hidrocarburile aromatice sunt componente valoroase ale benzinelor de motor, deoarece au o rezistență ridicată la detonare. Cu toate acestea, conținutul lor în benzină comercială ar trebui limitat din cauza formării crescute de carbon în motor. O comparație directă a rezistenței la detonare a benzinelor și a tendinței acestora de a forma depozite de carbon în funcție de conținutul de hidrocarburi aromatice a făcut posibilă propunerea unui standard pentru conținutul de hidrocarburi aromatice din benzina de motor comercială. S-a stabilit că creșterea specifică a cantității de funingine din camera de ardere, adică. creșterea depozitelor de carbon ca urmare a adăugării de hidrocarburi aromatice într-o cantitate corespunzătoare unei creșteri a rezistenței la detonare a combustibilului cu 1 unitate octanică rămâne practic neschimbată pentru diferite hidrocarburi aromatice când conținutul lor în benzină variază de la 0% la 40.. .45%. Cu un conținut mai mare de hidrocarburi aromatice, creșterea specifică a cantității de funingine crește brusc. Astfel, conținutul de hidrocarburi aromatice din benzina de motor comercială nu trebuie să depășească 40%.

Specificațiile EURO-3 și EURO-4 sunt, de asemenea, în obligatoriu determina prezența aditivilor detergenți în benzina pentru motor care reduc efectele formării carbonului.

6. Compatibilitatea benzinei cu materiale nemetalice

Benzinele de motor nu trebuie să aibă un efect negativ asupra materialelor cu care intră în contact în timpul producției, transportului, depozitării și utilizării. Atunci când cauciucul, garniturile și alte materiale sunt expuse la benzină, acestea se pot umfla, crapa, își pot pierde caracteristicile de rezistență și se pot prăbuși. Efectul agresiv al combustibilului asupra cauciucurilor și etanșanților este asociat în principal cu scurgerea antioxidantului din acestea și cu distrugerea ulterioară cauzată de formarea de peroxizi în timpul proceselor oxidative care au loc în combustibilul însuși. În acest sens, compatibilitatea benzinei care conțin substanțe oxigenate cu materiale cauciucate este evaluată pe baza rezultatelor impactului lor direct asupra cauciucului. Esența controlului se rezumă la determinarea păstrării proprietăților probelor de materiale cauciucate și a purității combustibilului în timpul testării.

Modificările proprietăților fizice și chimice ale cauciucului sub influența benzinei sunt determinate de modificarea:

• volumul probei;
• alungirea relativă la rupere;
• rezistența la tracțiune a probei și duritatea Shore.

Testele de compatibilitate a benzinei cu materialele cauciucate sunt efectuate atunci când acestea sunt puse în producție.

7. Volatilitatea benzinei

Benzina este un amestec complex de un număr de hidrocarburi individuale care fierb la temperaturi diferite, deci nu are un punct de fierbere fix.

Volatilitatea benzinei, de ex. capacitatea de a trece de la starea lichidă la starea gazoasă se află în intervalul de temperatură de la 35 la 195 °C.

Volatilitatea benzinei este evaluată prin indicatori de compoziție fracționată și volatilitate (tensiune de vapori saturați, pierderi prin evaporare și tendința de formare a vaporilor).

Volatilitatea benzinei trebuie să asigure compoziția optimă a amestecului aer-combustibil în toate modurile de funcționare a motorului, indiferent de metoda de preparare a acestuia. Cilindrii motorului trebuie furnizat un amestec combustibil omogen, în care concentrația de combustibil, în stare de vapori și uniform distribuită în volum, să fie suficientă pentru a-l aprinde de la o scânteie electrică.

Viteza și caracterul complet al tranziției combustibilului de la starea lichidă la starea gazoasă depind de compoziția sa chimică și conditii externe, de exemplu temperatura, viteza de curgere a gazului. Deoarece aceste condiții nu sunt aceleași în diferite motoare, cerințele privind volatilitatea combustibilului sunt legate de proiectarea motorului pentru care este destinat. Arderea este întotdeauna precedată de evaporarea combustibilului lichid și amestecarea vaporilor acestuia cu aerul (formarea unui amestec combustibil). Cu o evaporare slabă, o parte din combustibil nu intră în stare gazoasă și nu arde.

Pentru a evalua volatilitatea combustibilului, se utilizează un indicator convențional - compoziția fracționată. Pornirea, timpul de încălzire, răspunsul și uzura motorului, consumul de combustibil și ulei și toxicitatea gazelor de eșapament depind de compoziția fracționată a benzinei. Deoarece benzina de motor este un amestec complex de diferite hidrocarburi care fierb într-un interval larg de temperatură, volatilitatea sa este evaluată prin temperaturile de fierbere ale părților individuale - fracții.

În fig. Figura 1 prezintă curba de distilare a benzinei și indică volumele fracțiilor sale principale - început, lucru și sfârșit. Temperatura de distilare a benzinei 10% caracterizează proprietățile de pornire ale combustibilului. Dacă nu există suficiente fracții cu punct de fierbere scăzut în benzină, atunci când pornește un motor rece, o parte din benzină nu are timp să se evapore și intră în cilindri în stare lichidă. Amestecul combustibil care intră în cilindri se dovedește a fi prea slab și nu se aprinde de la o scânteie electrică și, prin urmare, pornirea motorului devine uneori complet imposibilă.

Orez. 1.

Benzina nevaporată, rămasă în stare de picătură lichidă, intră în cilindrii motorului și spală uleiul de pe suprafața acestora, iar când intră în carter, diluează uleiul. Prin urmare, în momentul pornirii și pentru o perioadă de timp în timpul încălzirii ulterioare, are loc frecarea semi-uscă a părților grupului cilindru-piston, deoarece nu există suficient ulei pe suprafețele lor pentru a asigura o peliculă puternică de ulei. Acest lucru determină uzura intensă a pieselor de frecare ale motorului, numită pornire.

Pentru a asigura pornirea motorului, fracția de pornire trebuie să conțină o cantitate suficientă de hidrocarburi cu punct de fierbere scăzut, care creează un amestec care se poate aprinde de la o scânteie electrică. Cunoscând punctul de fierbere al benzinei 10% t 10%, puteți determina aproximativ temperatura aerului tb, peste care este posibil să porniți un motor folosind acest combustibil, folosind formula

tв ≥ 0,5t 10% – 50,5. (8)

Proprietățile de pornire ale benzinei se îmbunătățesc pe măsură ce fracția de pornire devine mai ușoară. Benzina de iarnă face posibilă pornirea unui motor rece la o temperatură a aerului de –26…–28 °C.

Temperatura de pornire pentru distilarea benzinei de vară nu trebuie să fie mai mică de 35 °C, iar 10% din benzină trebuie distilată la o temperatură nu mai mare de 75 °C.

Temperatura de distilare a benzinei de 50% caracterizează viteza de încălzire și răspunsul la accelerația motorului. Încălzirea motorului durează din momentul pornirii până la începerea funcționării neîntrerupte, stabile. La sfârșitul încălzirii la ralanti, se realizează o evaporare aproape completă a benzinei în galeria de admisie. Cu cât compoziția fracționată este mai ușoară și temperatura de distilare a 50% benzină este mai mică, cu atât motorul se încălzește mai repede. Benzina cu o temperatură scăzută de distilare de 50% se evaporă mai repede în galeria de admisie, umplerea cilindrului cu amestecul combustibil se îmbunătățește, iar puterea motorului crește.

Presiunea vaporilor saturați este determinată de prezența fracțiilor ușoare în benzină. Prin presiunea vaporilor saturați a combustibilului lichid înțelegem presiunea vaporilor care se află în stare de echilibru cu lichidul la o anumită temperatură și un anumit raport dintre volumele fazelor lichide și de vapori. Cu cât sunt mai multe fracții ușoare în benzină, cu atât presiunea vaporilor saturați este mai mare.

Presiunea de vapori saturați determină tendința benzinei de a forma blocaje de vapori, posibilele sale pierderi în timpul depozitării, transportului și realimentării unei mașini și ușurința de a porni motorul. Cu cât sunt mai multe hidrocarburi cu un punct de fierbere scăzut în benzină, cu atât este mai mare volatilitatea și presiunea vaporilor saturați și, prin urmare, tendința de a forma blocaje de vapori. Cu cât presiunea vaporilor saturați a benzinei este mai mare, cu atât este mai mare pierderea în timpul depozitării, transportului, pomparii, realimentării și direct din rezervorul mașinii. Presiunea vaporilor saturați scade odată cu scăderea temperaturii și creșterea raportului dintre vapori și fazele lichide.

Valoarea presiunii vaporilor saturați pentru benzină de toate tipurile (STB EN 13016) ar trebui să fie în intervalul de la 45 la 100 kPa. Motivul limitării nivelului superior al presiunii vaporilor de benzină saturată este posibilitatea formării de blocări de vapori, iar nivelul inferior este deteriorarea proprietăților sale de pornire.

Formarea blocajelor de vapori depinde de volatilitatea benzinei, de temperatură și de proiectarea motorului. Cu cât presiunea vaporilor saturați a benzinei este mai mare, cu atât temperatura de distilare de 10% este mai mică și cu cât volumul fracției care fierbe la temperaturi de până la 70 ° C este mai mare, cu atât este mai mare tendința acesteia de a forma blocaje de vapori. Această relație este liniară și poate fi exprimată după cum urmează:

IPP = 10DND + 7V 70°C, (9)

unde IPP este indicele de blocare a vaporilor; DNP – presiunea vaporilor saturați a benzinei, kPa; V 70 °C - volumul de benzină care fierbe la temperaturi de până la 70 °C.

Densitatea și vâscozitatea benzinei sunt parametri reglați ai calității sale. Utilizarea benzinei cu o densitate semnificativ redusă poate duce la o creștere a nivelului acesteia în camera de plutire a carburatorului și la scurgeri spontane din duză. Volatilitatea benzinei depinde în mod semnificativ de densitatea acesteia. Distingeți între densitatea absolută și relativă a unei substanțe.

Densitate absolută substanța (kg/m3) este masa conținută într-o unitate de volum. Unitatea de măsură a densității se consideră a fi masa a 1 m3 de apă distilată la o temperatură de 4 °C.

Densitate relativa o substanță este raportul dintre masa ei și masa de apă distilată la 4 °C, luată în același volum. Densitatea relativă este o mărime adimensională.

Produsele petroliere și apa au coeficienți de expansiune diferiți. În acest sens, este necesar să se indice temperaturile produsului petrolier și ale apei la care a fost determinată densitatea acestora. Densitatea relativă a produselor petroliere se determină la o temperatură de 20 °C. Densitatea unui produs petrolier poate fi măsurată la orice temperatură, dar rezultatul se bazează pe o temperatură de 20 sau 15 °C. În standardele străine și unele interne, limitele de densitate sunt stabilite la 15 °C.

În conformitate cu standardul actual Densitatea produsului petrolier este desemnată 20. Aici, numărul 20 indică faptul că densitatea produsului petrolier se referă la o temperatură normală de 20 °C, iar numărul 4 înseamnă că densitatea produsului petrolier se referă la densitatea apei la 4 °C, luată ca unu.

Densitatea relativă a benzinei de motor este de 0,70...0,78, iar densitatea absolută în sistemul SI este de 700...780 kg/m3 la 20 °C.

Densitatea nu este standardizată în standardele de combustibil, dar este obligatorie determinarea acesteia. Acest lucru este necesar pentru a lua în considerare consumul și circulația produselor petroliere în depozitele de petrol și benzinării, deoarece sosirea este înregistrată în unități de masă (kg, t), iar consumul la realimentarea tractoarelor și mașinilor este luat în considerare în unități de volum (l). Prin urmare, pentru a converti combustibilul din unități de masă în unități de volum și invers, trebuie să cunoașteți densitatea produselor petroliere primite și eliberate.

Densitatea benzinei crește cu aproximativ 1% la fiecare scădere a temperaturii cu 10 °C.

Densitatea (kg/m3) a benzinei este determinată la 15 °C în conformitate cu STB ISO 3675–2003 și STB ISO 12185–2007.

Proprietățile de temperatură scăzută ale benzinei nu ar trebui să afecteze performanța sistemelor de combustibil la temperaturi sub zero. La temperaturi scăzute, alimentarea cu benzină a motorului poate fi întreruptă din cauza formării de cristale de gheață sau a formării depunerilor de gheață pe părțile carburatorului și ale sistemului de admisie (givrarea carburatorului). Deoarece majoritatea hidrocarburilor care compun benzina se solidifică la temperaturi foarte scăzute, iar punctul de curgere al benzinei de motor este sub –60 ° C, acest indicator nu este reglementat pentru ele.

Cele mai mari complicații la funcționarea unui motor la temperaturi scăzute sunt asociate cu formarea de cristale de gheață în benzină. Benzina poate conține doar câteva sutimi de procent de apă (în stare dizolvată). La umiditate ridicată și temperaturi pozitive (parcarea mașinii într-un garaj cald, umed, slab ventilat), conținutul de apă chiar și în benzina deshidratată atinge aproape instantaneu valoarea maximă. Când benzina este răcită rapid, umiditatea care nu a avut timp să intre în aer este eliberată sub formă de mici picături, care la temperaturi sub zero se transformă în cristale de gheață. Aceste cristale înfundă filtrele și țevile de combustibil și interferează cu fluxul de benzină către motor. În plus, apa conținută în benzina cu plumb duce la descompunerea plumbului tetraetil, care crește semnificativ corozivitatea benzinei.

Solubilitatea apei în benzină se îmbunătățește cu un conținut crescut de hidrocarburi aromatice, în special benzen. Prin urmare, pentru a reduce riscul formării de cristale de gheață la răcirea benzinei, conținutul de hidrocarburi aromatice din acestea, inclusiv benzen, este limitat.

Dacă bănuiți prezența apei în rezervorul de combustibil al unei mașini, precum și în scopuri preventive, proprietarul acesteia (șoferul) poate adăuga unul dintre medicamentele speciale care „leagă” apa de benzină. La doza nominală, aceste medicamente, de regulă, nu afectează starea pieselor motorului și funcționarea acestuia.

8. Proprietăți anti-detonare

Unul dintre principalii indicatori ai calității benzinei de motor este rezistența acestora la detonare, de care depind în mare măsură fiabilitatea, puterea crescută, eficiența și durata de viață a unui motor de mașină.

Ca indicator al proprietăților antidetonante ale benzinei, numit „cifra octanică”, se ia conținutul de izooctan într-un amestec cu heptan normal, care este echivalent în calitățile sale antidetonante cu combustibilul testat.

Structuri diferite de hidrocarburi cu aproape proprietăți fizice provoacă o diferență accentuată în rezistența lor la detonare. Cifra octanică a izooctanului (C 8 H 18) - o hidrocarbură parafină cu structură izomeră, caracterizată prin rezistență mare la detonare (începe să detoneze doar la motoarele cu un raport de compresie foarte mare) - este considerat a fi de 100 de unități. Cifra octanică a heptanului C 7 H 16 cu detonare mare - o hidrocarbură parafină cu structură normală - este luată ca 0 unități.

Prin alcătuirea amestecurilor de izooctan cu heptan normal în procente de volum, este posibil să se obțină amestecuri standard cu rezistență la detonare de la 0 la 100 de unități.

Diverse octametre interne și străine care au apărut recent, funcționând pe principiul măsurării constantei dielectrice și a compoziției hidrocarburilor, nu au nimic în comun cu instalațiile de motoare pe care se determină cifrele octanice ale benzinei.

Rezistența la detonare a benzinei de motor este determinată folosind unități cu un singur cilindru. La găsirea cifrelor octanice folosind metoda motorului (GOST 511–82), se folosesc unități UIT-85 sau IT9-2M, care permit testarea cu un raport de compresie variabil (de la 4 la 10 unități). Aceștia compară rezistența la detonare a benzinei studiate cu un combustibil de referință, care conține două hidrocarburi: izooctan și heptan normal. Un amestec de izooctan și heptan normal are un număr octanic egal cu procentul (în volum) de izooctan din el.

Intensitatea detonației este măsurată și înregistrată cu un dispozitiv special - un detonometru.

În practică, s-a constatat că cifra octanică, determinată prin metoda motorului, se corelează cu cerințele de detonare ale motoarelor de dimensiuni normale atunci când funcționează la putere și efort maxim. modul termicși nu reflectă pe deplin toate caracteristicile rezistenței la detonare a benzinei de motor în condiții de funcționare. În acest sens, a fost elaborată o metodă de cercetare pentru determinarea cifrelor octanice, care caracterizează rezistența la detonare a benzinei de motor în condiții de funcționare a motorului la sarcină parțială și stres termic mai mic (condus în oraș). Folosind metoda de cercetare (GOST 8226–82), rezistența la detonare a benzinei este determinată folosind instalațiile UIT-65 sau IT9-6 (instalația IT9-6 vă permite să determinați cifrele octanice folosind ambele metode) de producție internă și instalații din Waukesha (STATELE UNITE ALE AMERICII). Mai mult, rezistența la detonare este determinată în modul de funcționare al unui autoturism atunci când conduceți într-un oraș. În acest caz, litera I este inclusă în marca de benzină, de exemplu AI-95 - benzină de motor cu un număr octanic de cercetare de cel puțin 95.

Diferența dintre cifrele octanice conform metodelor de cercetare și motor ale aceleiași benzine este de 7...10 unități (la metoda de cercetare cifra octanică este mai mare) și se numește sensibilitate. Cu cât sensibilitatea este mai mică, cu atât proprietățile antidetonante ale benzinei sunt mai bune. De exemplu, o benzină AI-95 are un număr octanic, conform metodei de cercetare, egal cu 95 și conform metodei motorului - 86, iar a doua benzină - 95,6 și, respectiv, 85. Sensibilitatea în primul caz este mai puțin și, prin urmare, proprietățile anti-detonare sunt mai bune.

Cifra octanică (ON), care corespunde aproximativ cu cifra octanică conform metodei de cercetare, poate fi determinată prin formulă

(10)

unde t cf este temperatura medie de accelerare a combustibilului, °C; ρ 4 20 - densitatea combustibilului la o temperatură de 20 °C.

Temperatura medie de accelerare a combustibilului este determinată de formulă

(11)

unde t n.r - temperatura de începere a accelerației combustibilului, °C; t k.r - temperatura sfârșitului de accelerare a combustibilului, °C.

Valoarea octanică obținută este comparată cu standardele GOST pentru benzină și se trage o concluzie dacă numărul octanic determinat printr-o metodă de testare specifică corespunde standardelor GOST pentru o anumită marcă de benzină.

Combustibililor ale căror proprietăți antidetonante nu îndeplinesc cerințele operaționale se adaugă componente cu octan ridicat (izooctan, benzină alchil, toluen, izopentan) sau agenți antidetonant. Prin adăugarea a 15...40% componente cu octan ridicat la gradele de bază de combustibil, se obține benzină cu rezistență ridicată la detonare.

Agenți antidetonant se numesc compuși organometalici, a căror adăugare în cantități mici crește brusc proprietățile antidetonante ale benzinei. Cele mai ieftine dintre ele sunt plumbul de tetraetil (TES) sau plumbul de tetrametil (TMS) în compoziția lichidului etil. EFT și TMS sunt otrăvitoare.

Ca alternativă la TES și TMS, compușii de mangan, pentacarobonilul de fier, diciclopentadienilul de fier sau ferocenul și complexul pentacarbonil de fier diizobutilenic, precum și compușii care conțin oxigen, sunt utilizați pentru a crește rezistența la detonare a benzinei. Aditivii și aditivii multifuncționali conțin detergent, antioxidant, anticoroziv și alte componente.

În Rusia și în străinătate, metil terț-butil eterul (MTBE) este utilizat pe scară largă în producția de benzină cu octan ridicat.

Aditivul antidetonant pe baza de MTBE nu este toxic, are o caldura de ardere mai mare, se amesteca bine cu benzina in orice raport si nu este agresiv pentru materialele structurale. Cu adăugarea a 10% MTBE, numărul octanic al benzinei crește cu 2,1...5,8 (conform metodei de cercetare), cu adăugarea de 20% - cu 4,6...12,6. În plus, atunci când MTBE este introdus în benzină în cantitate de 11%, temperatura minimă de pornire la rece a motorului este redusă cu 10...12 °C. Conținutul maxim admis de MTBE (TU 103704–90) sau amestecul său „Feterol” (TU 301-03-130–93) în benzina casnică este de 15%. Cu toate acestea, producția de MTBE este planificată să fie redusă, deși nu reprezintă o amenințare pentru sănătate. Motivul este că MTBE pătrunde ușor în apele subterane și are un miros neplăcut. Se găsește în cantități mici în multe surse de apă.

Compozițiile care conțin mangan și fier sunt, de asemenea, utilizate ca aditivi anti-detonații. Au proprietăți antidetonante ridicate și sunt mai puțin toxice în comparație cu centralele termice. Totuși, benzinele cu agenți antidetonant cu mangan (MTsTM, MCTM) formează depuneri pe suprafețele bujiilor și catalizatorilor de post-ardere, reducându-le eficiența. În plus, compușii de mangan, atunci când sunt inhalați, au un efect neurotoxic și, atunci când sunt utilizați în masă în locurile în care mașinile se acumulează în parcări închise sau în zonele de reparații, pot depăși concentrația maximă admisă.

Standardul pentru benzina de motor GOST R 51105–97 prevede producerea de benzină „Normal-80” și „Regular-91” cu un conținut de mangan de 50, respectiv 18 g/dm3.

Aditivii care conțin fier (feroceni) sunt netoxici, relativ ieftini și eficienți, dar provoacă uzura crescută a pieselor motorului, formarea intensă de carbon și depunerea peliculelor de lac. La concentrații de ferocen de până la 40 mg/kg, rata de uzură a pieselor scade, dar rămâne mai mare decât la utilizarea benzinei fără aditivi. Agenții antidetonant pe bază de ferocen sunt aprobați pentru utilizare dacă conținutul de fier din benzină de toate mărcile nu depășește 37 mg/dm3.

Pe baza cerințelor din ce în ce mai mari pentru fiabilitatea și caracteristicile de mediu ale motoarelor, benzina cu plumb este recunoscută ca nu întrunește nivelul tehnic.

conform standardului EN 228, prin urmare producția sa în Rusia și în alte țări ale lumii a fost întreruptă. Utilizarea benzinei cu aditivi metalici este considerată o alternativă temporară la benzina cu plumb.

Anexa 9 enumeră cei mai obișnuiți aditivi pentru combustibili anti-detonare.

9. Ecologia benzinei de motor

Produșii de ardere ai combustibililor pentru motoare sunt unul dintre principalii poluanți ai aerului. Pe măsură ce consumul de combustibil crește, crește conținutul în aer al celor mai toxice componente ale gazelor de eșapament ale motorului, cum ar fi compușii de plumb, oxizi de azot, monoxid de carbon, hidrocarburi aromatice nearse, în special benzen. Produsul solid al arderii incomplete a combustibililor - funinginea - este de asemenea periculos. Efectele nocive ale funinginei asupra oamenilor sunt asociate cu absorbția multor produse de ardere de către particulele sale, care stimulează formarea de tumori maligne.

La arderea benzinei, cei mai agresivi compuși din gazele de eșapament sunt compușii de plumb, benzo(α)pirenul și oxizii de azot. Vaporii de benzină reprezintă, de asemenea, o mare amenințare pentru sănătatea umană, al cărui conținut în atmosferă crește și el odată cu creșterea producției de produse petroliere. Astfel, toxicitatea gazelor de eșapament și a vaporilor carburanților pentru motoare depinde de compoziția lor de hidrocarburi și de prezența diverșilor aditivi. Este posibilă îmbunătățirea calității benzinei pentru a crește siguranța ecologică a utilizării acestora prin optimizarea compoziției de hidrocarburi și chimice a combustibililor. Orientările pentru dezvoltarea și implementarea benzinelor cu performanțe de mediu îmbunătățite sunt standardele europene pentru benzină EN 228, precum și indicatorii efectivi de calitate ai combustibililor europeni, care, de regulă, sunt mai mari decât normele reglementate de standardele internaționale.

Calitatea benzinei poate fi îmbunătățită prin următoarele măsuri:

• refuzul de a utiliza compuși de plumb în benzină;
• reducerea conținutului de sulf din benzină la 0,05%, iar în viitor - la 0,003%;
• reducerea conținutului de hidrocarburi aromatice din benzină la 45%, iar în viitor - la 35%;
• standardizarea concentrației gudroanelor reale din benzină la punctul de utilizare la un nivel de cel mult 5 mg la 100 cm3;
• împărțirea benzinei în funcție de compoziția fracționată și presiunea vaporilor saturați în 8 clase, ținând cont de sezonul de funcționare al vehiculelor și de temperatura ambientală caracteristică unei anumite zone climatice. Prezența claselor ne permite să producem benzină cu proprietăți optime pentru temperaturile ambiante reale, ceea ce asigură funcționarea motoarelor fără formarea de blocaje de vapori la temperaturi ale aerului de până la 60 ° C și, de asemenea, garantează o volatilitate ridicată a benzinei și un motor ușor. pornind de la temperaturi sub –35 ° C;
• introducerea de aditivi detergenți care previn contaminarea și gudronarea pieselor echipamentului de combustibil.

În Anexa 10 sunt prezentate cerințele pentru clasele de mediu ale benzinei de motor în vigoare pe teritoriul Uniunii Vamale (TR CU 013/2011).

Concentrația gudronului real în benzina internă la locul de producție nu trebuie să depășească 5 mg la 100 ml (GOST 31077–2002, STB 1656–2011). Conținutul real de gudron din benzină, în special cele furnizate după mulți ani de depozitare din Rezervația de Stat, depășește adesea acest nivel, ceea ce contribuie la gudronizarea rapidă a pieselor echipamentelor de combustibil.

Ecologia ecologică a utilizării combustibililor pentru automobile se realizează prin:

• îmbunătățirea calității benzinei la nivelul standardului european pentru conținutul de sulf și benzen. În absența plumbului, agresivitatea asupra mediului a gazelor de eșapament este redusă cu 4%;
• utilizarea MTBE, care reduce agresivitatea gazelor de eșapament cu 3%, în principal datorită înlocuirii componentelor aromatice ale benzinei cu un aditiv care conține oxigen și arderii mai complete a combustibilului (reducerea CO cu 12%);
• utilizarea unui aditiv detergent care reduce agresivitatea emisiilor cu 5%.

Reducerea totală a agresivității datorată tuturor măsurilor de îmbunătățire a calității benzinei este de 12%, în timp ce creșterea costului de producere a benzinei cu performanță de mediu îmbunătățită este relativ mică și nu depășește 5...8% din costul de producere. benzină.

În conformitate cu STB 1656–2011 „Combustibil pentru motoarele cu ardere internă. Benzinele fără plumb” în Belarus asigură producția de benzină care îndeplinește cerințele de mediu ale standardelor europene EN 228:2008.

Legislația SUA a adoptat amendamente la Clean Air Act, care, din cauza modificărilor cerințelor de mediu pentru combustibili după interzicerea agenților antidetonant cu plumb, prevăd o tranziție la utilizarea benzinei reformulate. În conformitate cu amendamentele adoptate, au fost propuse cerințe mai stricte pentru benzină în ceea ce privește următorii indicatori: presiunea vaporilor saturați; compoziție fracționată; conținut de hidrocarburi aromatice, benzen, olefine, sulf. Este obligatoriu să adăugați compuși care conțin oxigen (cel puțin 0,8% oxigen) și aditivi detergenți la benzina reformulată.

10. Sortiment de benzine

În prezent, următoarele sunt în vigoare pe teritoriul Republicii Belarus: reguli, care determină proprietățile benzinei de motor:

• STB 1656–2011 „Combustibil pentru motoarele cu ardere internă. Benzinele fără plumb”;
• GOST 31077–2002 „Combustibil pentru motoarele cu ardere internă. Benzinele fără plumb”;
• reglementările tehnice ale Republicii Belarus TR 2008/011/BY „Motor benzină și motorină. Siguranță";
• reglementarile tehnice ale Uniunii Vamale TR CU 013/2011

„Cu privire la cerințele pentru benzină pentru automobile și aviație, motorină și combustibil marin, combustibil pentru motoare cu reactieși păcură”.

Pe teritoriul Federației Ruse, standardul pentru benzina de motor este GOST R 51313–99 „Benzina pentru automobile. Sunt comune cerinte tehnice».

Să luăm în considerare cerințele de bază pentru benzina de motor conform GOST 31077–2002 (Tabelul 5).

Tabelul 5.Indicatori de calitate ai benzinei de motor (GOST 31077–2002)

Toată benzina de motor produsă conform specificațiilor tehnice trebuie să fie certificată pentru conformitatea cu cerințele tehnice generale ale GOST 31077–2002.

Pentru a îmbunătăți calitatea benzinei la nivelul standardelor europene EN 228:2008, a fost elaborat STB 1656–2011. Benzina de motor trebuie să îndeplinească cerințele acestui standard, conform cărora este permisă utilizarea coloranților și a substanțelor de etichetare, cu condiția ca acestea să nu aibă efecte secundare. efecte nocive la motor și la sistemul de alimentare cu combustibil. Standardul stabilește mărcile de benzină fără plumb și ale acestora

feluri. În același timp, cerințele pentru benzină de tip AI-95-Euro tip I și gradul AI-98-Euro tip I respectă cerințele standardului european. Cerințele pentru benzina AI-92-Euro, precum și AI-95-Euro și AI-98-Euro tip II sunt stabilite suplimentar și țin cont de prevederile reglementărilor tehnice ale Republicii Belarus TR 2008/011/BY (Tabelul 6).

Tabelul 6Indicatori de calitate ai benzinei de motor (TR 2008/011/BY)

În marcarea benzinei AI-92, AI-95 și AI-98, litera A înseamnă că benzina este pentru automobile, litera I urmată de un număr este cifra octanică determinată prin metoda cercetării.

Toxicitatea produselor de ardere a benzinei este determinată în mare măsură de conținutul lor de sulf, benzen și hidrocarburi aromatice. Conținutul ridicat de sulf din benzină crește emisiile de oxizi de sulf, care au un efect negativ asupra sănătății umane, florei și faunei și materialelor de construcție. Prin urmare, în funcție de conținutul de sulf și hidrocarburi aromatice, benzinele se împart în două tipuri: I și II (vezi Tabelul 6).

La arderea benzenului se formează hidrocarburi aromatice policiclice (benzo(α)pirene), care au proprietăți cancerigene, adică. provoca cancer. Gazele de eșapament, care conțin mai mult de 300 de compuși nocivi, poluează și mediul.

Pentru a asigura funcționarea fiabilă a vehiculelor în diferite condiții sezoniere și climatice, 10 clase de benzină se disting prin volatilitate: A, B, C, C 1, D, D 1, E, E 1, F, F 1. Pe măsură ce clasa crește, minimul și presiune maximă vapori saturați, precum și fracția volumică a benzinei evaporate la 70 °C. Se recomandă utilizarea următoarelor clase de benzină pe teritoriul Republicii Belarus:

• clasa B - vara (de la 1 aprilie până la 30 septembrie);
• clasa D 1 - în perioada de tranziție (de la 1 octombrie la 30 octombrie);
• clasa D - in perioada de iarna(de la 1 noiembrie până la 31 martie). Utilizarea simultană a soiurilor de benzină de vară și iarnă

pornirea sau amestecurile acestora la comutarea motoarelor de la funcționarea de vară la cea de iarnă și invers este permisă timp de o lună. În restul timpului, benzina trebuie să corespundă condițiilor climatice. Utilizarea benzinei de vară iarna, de exemplu, duce la un consum excesiv de combustibil cu 3...5%.

Benzina Normal-80 este utilizată în principal pentru camioane și modele de motoare învechite cu un raport de compresie de 6,5...7.

Benzinele cu cifre octanice de 91, 92, determinate prin metoda de cercetare, sunt destinate motoarelor cu propulsie medie autoturisme de pasageri cu un raport de compresie de 8...11 si unele camioane. Benzinele AI-95, Premium-95, AI-98, Super-98 sunt folosite la motoarele autoturismelor cu un raport de compresie de 8...12. Mărcile de benzină pentru motor trebuie să respecte instrucțiunile din fabrică pentru vehicul.

Să luăm în considerare cerințele de bază pentru benzina de motor în conformitate cu GOST R 51313–99 (Tabelul 7). Cerințele stabilite de acest standard trebuie incluse în toate documentele de reglementare ale Federației Ruse pentru benzina de motor. Standardul permite producerea de benzină de motor cu plumb numai de gradul A-76 (AI-80), care este destinată exploatării camioanelor învechite de tipurile ZIL și GAZ, a căror pondere în flota de vehicule este în scădere și, prin urmare, necesarul de această benzină este în scădere.

Tabelul 7.Indicatori de calitate ai benzinei de motor (GOST R 51313–99)

Cu toate acestea, cerințele GOST R 51313–99 nu respectă standardele internaționale acceptate, în special cerințele de mediu. Pentru a îmbunătăți calitatea benzinei la nivelul standardelor europene, a fost dezvoltat GOST R 51105–97, care prevede producția de benzină fără plumb a mărcilor Normal-80, Regular-91, Premium-95 și Super-98 ( Tabelul 8) .

Tabelul 8Indicatori de calitate ai benzinei de motor (GOST R 51105–97)

Notă. Toate benzinele trec testul plăcii de cupru.

Benzinele Premium-95 și Super-98 îndeplinesc pe deplin cerințele europene și sunt destinate în principal mașinilor de import.

Pentru a oferi orașe mari și alte regiuni ale Rusiei cu densitate mare transport rutier Combustibil ecologic, în stadiul actual este planificat să se producă benzină fără plumb cu performanțe de mediu îmbunătățite („Urban” AI-80EK, AI-92EK, AI-95EK, AI-98EK; „Yar-Marka 92E” și „Yar-Marka” 95E”). În comparație cu benzina conform GOST R 51105–97, aceste benzine au standarde mai stricte pentru conținutul de benzen, standardizarea hidrocarburilor aromatice și adăugarea de aditivi de detergent.

De asemenea, o serie de benzine în Rusia sunt produse conform specificațiilor tehnice. Conform TU 401-58-220-98, produc benzine pentru motor fără plumb care conțin aditiv anti-detonare APK de următoarele grade: A-76, Normal-80, Regular-91, AI-92, AI-93, Premium- 95 ", "Super-98". Conform TU 401-58-235–99

Ei produc benzină compusă pentru automobile, obținută prin amestecarea benzinelor pentru automobile comerciale AI-93 și A-80 cu o fracție izopentan-pentan și aditivi anti-detonare „Octan Maximum”, „Super Octane”, etc.

În funcție de raportul componentelor, se produc două grade de benzină: AKZ-1 iarnă (cifra octanica 93 conform metodei de cercetare) și AKZ-2 vară (cifra octanica 92 conform metodei de cercetare).

Conform TU 401-58-240–99, se produce benzină de motor fără plumb, produsă din fracțiuni de benzină și condensat de gaz cu adaos de aditivi anti-detonare

„Super Octane”, MTBE etc. Produc următoarele mărci de benzină: A-76, „Normal-80”, „Regular-91”, AI-92, AI-93, „Premium-95” (AI-95). ), „Super-98” (AI-98).

Conform TU 401-58-244–99, se produce benzină de motor fără plumb care conține etanol. Aceste benzine sunt folosite atât pentru motoarele cu carburator, cât și pentru motoarele cu injecție directă. Benzina este produsă prin amestecarea benzinei fără plumb cu alcool etilic dexturat. Etanolul este utilizat ca componentă de amestecare cu octan ridicat. Poate fi folosit ca înlocuitor de benzină. Instalat

următoarele mărci de benzină care conțin etanol: AI-92E, AI-93E, AI-95E, AI-98E.

Conform TU 401-58-264–00, se produce benzină de motor fără plumb (oraș), destinată utilizării în zonele dens populate ale țării. Benzina conține diverși aditivi și aditivi care îi sporesc proprietățile de performanță.

Conform TU 401-58-95–94, se produc benzine fără plumb cu proprietăți de mediu și de performanță îmbunătățite: AI-80F, AI-91F, AI-92F, AI-93F. Aceștia adaugă aditivul antidetonant „Ferro 3” și aditivul detergent „Afen” sau „Avtomag”.

În conformitate cu condițiile tehnice, produc benzine pentru toate anotimpurile „Euro-Super-95” și AI-95 „Super Plus”, care conțin componenta care conține oxigen MTBE.

Conform TU 401-58-288-01, sunt produse patru tipuri de benzină fără plumb pentru motor care conțin metanol: AI-80M, AI-92M, AI-95M, AI-98M. În aceste specificatii tehnice Sunt incluse standardele pentru punctul de tulburare, metanol și conținutul de fier.

Benzina de vară este utilizată în toate regiunile Rusiei, cu excepția celor din nord și nord-est, de la 1 aprilie până la 1 octombrie și în regiunile sudice - pe tot parcursul anului. Benzina de iarnă este utilizată în regiunile de nord și de nord-est ca combustibil pentru toate anotimpurile, iar în alte regiuni - de la 1 octombrie până la 1 aprilie.

Sarcinile prioritare care trebuie rezolvate în producția de benzină auto casnică sunt următoarele:

• implementarea unei tranziții complete către producția și utilizarea numai a benzinei fără plumb;
• creșterea producției de benzină fără plumb cu cifre octanice peste 91 (conform metodei de cercetare);
• creșterea producției de benzină pentru motor care conține diverși alcooli;
• organizarea aprovizionării cu benzină cu proprietăți de mediu îmbunătățite către orașe și zone cu o densitate mare de vehicule.

Benzinele auto

Benzinele sunt destinate utilizării la motoarele cu piston cu ardere internă cu aprindere forțată (scânteie).
În funcție de scopul lor, ele sunt împărțite în automobile și aviație.
În ciuda diferențelor de condiții de aplicare, benzinele pentru automobile și aviație se caracterizează în principal prin indicatori generali de calitate care le determină proprietățile fizico-chimice și operaționale.
Benzinele moderne pentru automobile și aviație trebuie să îndeplinească o serie de cerințe pentru a asigura funcționarea și cerințele de funcționare a motorului economic și fiabil: să aibă o volatilitate bună, permițând obținerea unui amestec omogen aer-combustibil de compoziție optimă la orice temperatură; să aibă o compoziție de hidrocarburi de grup, asigurând un proces de ardere stabil, fără detonații, în toate modurile de funcționare a motorului; nu-i modifica compoziția și proprietățile în timpul depozitării pe termen lung și nu au un efect dăunător asupra părților sistemului de combustibil, rezervoarelor, produselor din cauciuc etc. anul trecut Proprietățile de mediu ale combustibilului sunt aduse în prim-plan.

Gama, calitatea și compoziția benzinelor de motor

Cea mai mare parte a benzinei de motor în Rusia este produsă în conformitate cu GOST 2084-77 și GOST R51105-97 și TU 38.001165-97. În funcție de numărul octanic, GOST 2084-77 oferă cinci mărci de benzină pentru motor: A-72, A-76, AI-91, AI-93 și AI-95. Pentru primele două mărci, numerele indică cifre octanice determinate prin metoda motorului, pentru cea din urmă - prin metoda cercetării. Datorită ponderii tot mai mari a autovehiculelor de pasageri în totalul parcului de vehicule, se remarcă o tendință de scădere a necesarului de benzină cu octan mic și o creștere a consumului de benzină cu octan mare. Benzina A-72 practic nu este produsă din cauza lipsei echipamentelor operate pe ea.
Cea mai mare cerere există pentru benzină A-92, care se produce conform TU 38.001165-97, deși ponderea benzinei A-76 în volumul total de producție rămâne foarte mare. Specificațiile specificate prevăd și clasele de benzină A-80Și A-96 cu cifre octanice de cercetare de 80, respectiv 96. Aceste benzine sunt destinate în principal exportului. Benzină AI-98 cu cifra octanica 98 conform metodei de cercetare se produce conform TU 38.401-58-122-95 si TU 38.401-58-127-95. Benzinele A-76, A-80, AI-91, A-92 și A-96 pot fi produse folosind lichid etil. Benzina cu conținut scăzut de plumb AI-91 cu un conținut de plumb de 0,15 g/dm3 este produsă în conformitate cu condiții tehnice separate (TU 38.401-58-86-94). În producția de benzină AI-95 și AI-98, nu este permisă utilizarea agenților antidetonant cu plumb alchil.
Cerințele GOST 2084-77 pentru calitatea benzinei de motor sunt prezentate în tabel. Toate benzinele produse în conformitate cu GOST 2084-77, în funcție de indicatorii de volatilitate, sunt împărțite în vară și iarnă. Benzinele de iarnă sunt destinate utilizării în regiunile de nord și de nord-est în toate anotimpurile și în alte zone de la 1 octombrie până la 1 aprilie. Vara - pentru utilizare in toate zonele cu exceptia celor nordice si nord-estice in perioada 1 aprilie - 1 octombrie; în regiunile sudice este permisă folosirea benzinei de vară în toate anotimpurile.
Parametrii benzinei de motor produse în conformitate cu GOST 2084-77 diferă semnificativ de standardele internaționale acceptate, în special în ceea ce privește cerințele de mediu. Pentru a crește competitivitatea benzinei rusești și a aduce calitatea acestora la nivelul standardelor europene, a fost elaborat GOST R 51105-97 „Combustibili pentru motoarele cu ardere internă. Benzină fără plumb. Condiții tehnice”, care intră în vigoare la 1 ianuarie 1999. Acest standard nu înlocuiește GOST 2084 -77, care prevede producția atât de benzină cu plumb, cât și de benzină fără plumb. În conformitate cu GOST R 51105-97, se va produce numai benzină fără plumb (conținutul maxim de plumb nu mai mult de 0,01 g/dm3).

Caracteristicile benzinei de motor (GOST 2084-77)

În funcție de cifra octanică, au fost stabilite patru mărci de benzină folosind metoda cercetării: „Normal-80”, „Regular-91”, „Premium-95”, „Super-98”. Benzina Normal-80 este destinată utilizării în camioane împreună cu benzina A-76. Benzina fără plumb „Regular-91” este destinată utilizării în mașini în loc de A-93 cu plumb. Benzinele „Premium-95” și „Super-98” îndeplinesc pe deplin cerințele europene, sunt competitive pe piața petrolului și sunt destinate în principal mașinilor străine importate în Rusia.
Pentru a accelera trecerea la producția de benzină fără plumb, în ​​loc de lichid etilic, este permisă utilizarea unui agent antidetonant cu mangan într-o concentrație de cel mult 5 mg Mn/dm3 pentru marca Normal-80 și nu mai mult de 18 mg Mn/dm3 pentru marca Regular-91. În conformitate cu cerințele europene pentru limitarea conținutului de benzen, a fost introdus indicatorul „fracție de volum a benzenului” - nu mai mult de 5%. A fost stabilit un standard pentru indicatorul „densitate la 15 °C”. Standardul pentru fracția de masă a sulfului a fost înăsprit la 0,05%. Pentru a asigura funcționarea normală a vehiculelor și utilizare rațională Au fost introduse cinci clase de volatilitate pentru benzină pentru utilizare în diferite regiuni climatice conform GOST 16350 - 80. Împreună cu determinarea temperaturii de distilare a benzinei la un volum dat, este prevăzută pentru determinarea volumului de benzină evaporată la o anumită temperatură de 70, 100 și 180 ° C. A fost introdus indicatorul „indice de volatilitate”. GOST R 51105-97, împreună cu cele interne, include standarde internaționale pentru metodele de testare (ISO, EN, ASTM).
Standardele și cerințele pentru calitatea benzinei de motor și caracteristicile de volatilitate în conformitate cu GOST R 51105-97 sunt prezentate în tabel.

Standarde și cerințe pentru calitatea benzinei de motor conform GOST R 51105-97

Din punct de vedere al compoziției, benzina pentru motor este un amestec de componente obținute ca urmare a diferitelor procese tehnologice: distilarea directă a uleiului, reformarea catalitică, cracarea catalitică și hidrocracarea motorinei în vid, izomerizarea fracțiilor de rulare directă, alchilare, aromatizare, termică. cracare, viscozitate, cocsare întârziată. Compoziția componentelor benzinei depinde în principal de marca sa și este determinată de un set instalatii tehnologice la o rafinărie de petrol.
Componenta de bază pentru producția de benzină pentru motor este de obicei benzina de reformare catalitică sau de cracare catalitică. Benzinele de reformare catalitică se caracterizează printr-un conținut scăzut de sulf și practic nu conțin olefine, astfel încât sunt foarte stabile în timpul depozitării. Cu toate acestea, conținutul crescut de hidrocarburi aromatice în acestea este un factor limitativ din punct de vedere al mediului. Dezavantajele lor includ, de asemenea, distribuția neuniformă a rezistenței la detonare între fracții. În stocul rusesc de benzină, ponderea componentei de reformare catalitică depășește 50%.
Benzinele de cracare catalitică se caracterizează printr-o fracție de masă scăzută de sulf și cifre octanice de cercetare de 90-93 unități. Conținutul de hidrocarburi aromatice în ele este de 30-40%, hidrocarburi olefinice - 25-35%. Practic nu există hidrocarburi diene în compoziția lor, deci au stabilitate chimică relativ ridicată (perioada de inducție 800-900 minute). În comparație cu benzinele de reformare catalitică, benzinele de cracare catalitică se caracterizează printr-o distribuție mai uniformă a rezistenței la detonare între fracții. Prin urmare, este recomandabil să se folosească un amestec de componente de reformare catalitică și de cracare catalitică ca bază pentru producția de benzină.
Benzinele provenite din procese termice precum cracarea și cocsificarea întârziată au rezistență scăzută la detonare și stabilitate chimică, conținut ridicat de sulf și sunt utilizate numai pentru a produce benzină cu octanism scăzut în cantități limitate.
În producția de benzină cu octan ridicat, se utilizează benzină alchil, izooctan, izopentan și toluen. Benzinele AI-95 și AI-98 sunt de obicei produse cu adăugarea de componente care conțin oxigen: metil terț-butil eter (MTBE) sau amestecul acestuia cu terț-butanol, numit faterol. Introducerea MTBE în benzină face posibilă creșterea completității arderii sale și distribuirea uniformă a rezistenței la detonare între fracții. Concentrația maximă admisă de MTBE în benzină este de 15% datorită puterii calorice relativ scăzute și a agresivității ridicate față de cauciuc.
Pentru a atinge nivelul necesar de proprietăți de detonare a benzinei cu plumb, i se adaugă lichid etil (până la 0,15 g plumb/dm3 de benzină). La benzina proceselor secundare care conțin hidrocarburi nesaturate, pentru a le stabiliza și a îndeplini cerințele pentru perioada de inducție, se permite adăugarea de antioxidanți Agidol-1 sau Agidol-12. Pentru a asigura manipularea și etichetarea în siguranță, benzinele cu plumb trebuie colorate. Benzina A-76 este colorată în galben cu colorant galben liposolubil K, benzina AI-91 este colorată în roșu portocaliu cu colorant roșu închis liposolubil J. Benzina cu plumb destinată exportului nu este colorată.
Compozițiile aproximative ale componentelor diferitelor mărci de benzină pentru motor sunt prezentate în tabel.

Compozițiile medii ale componentelor benzinelor de motor

Recent, gama de benzine pentru motor a fost extinsă semnificativ datorită noilor mărci produse conform specificațiilor tehnice. Acest lucru se datorează unei creșteri puternice a producției de benzină fără plumb și unei reduceri a producției de benzină cu plumb.
În acest caz, plumbul tetraetil este înlocuit cu diverși aditivi netradiționali și aditivi produși anterior de substanțe chimice și industria microbiologică pentru alte scopuri.
Astfel de substanțe includ diverși eteri, alcooli, compuși organometalici etc. Necesitatea producerii unei astfel de benzine conform specificațiilor tehnice este dictată de faptul că toți aditivii și aditivii pot fi introduși în concentrații strict definite. Pentru a controla conținutul acestor componente, specificațiile tehnice prevăd indicatori speciali și introduc metode de control suplimentare.
Toate benzinele produse în conformitate cu specificațiile tehnice trebuie să respecte cerințele GOST R 51313-99 "Benzinele pentru automobile. Cerințe tehnice generale", care vor fi introduse la 1 iulie 2000.
Conformitatea benzinei produse conform specificațiilor tehnice cu cerințele GOST R 51313-99 este verificată în timpul certificării lor, care este obligatorie.

Benzinele auto. Conditii tehnice generale

Oricine decide să caute informații despre punctul de fierbere, ardere sau aprindere al benzinei va descoperi un lucru interesant: chiar și în surse destul de autorizate, există o diferență semnificativă între valorile indicate ale aceluiași parametru. De ce se întâmplă acest lucru și care sunt valorile reale?

Ce este benzina?

Acest punct vine pe primul loc, deoarece este extrem de important pentru înțelegerea problemei. Privind în viitor, să spunem asta: nu vei găsi niciodată formula chimică a benzinei. De exemplu, puteți găsi cu ușurință formula pentru metan sau alt produs petrolier monocomponent. Orice sursă care vă va arăta formula pentru benzina de motor (indiferent dacă este AI-76, care a ieșit din circulație, sau AI-95, care este cea mai comună acum) este clar greșită.

Cert este că benzina este un lichid multicomponent, care conține cel puțin o duzină de substanțe diferite și chiar mai multe dintre derivații acestora. Și asta e doar baza. Lista aditivilor utilizați în diverse benzine, în diferite perioade de timp și pentru diferite condiții de funcționare, ocupă o listă impresionantă de câteva zeci de articole. Prin urmare, este imposibil să exprimați compoziția benzinei într-o singură formulă chimică.

O scurtă definiție a benzinei poate fi dată după cum urmează: un amestec inflamabil format din fracțiuni ușoare de diferite hidrocarburi.

Temperatura de evaporare a benzinei

Temperatura de evaporare este pragul termic la care începe amestecarea spontană a benzinei cu aerul. Această valoare nu poate fi determinată fără ambiguitate de o cifră, deoarece depinde de un număr mare de factori:

• compoziția de bază și pachetul de aditivi este factorul cel mai semnificativ, care este reglementat în timpul producției în funcție de condițiile de funcționare ale motorului cu ardere internă (clima, sistemul de putere, raportul de compresie în cilindri etc.);
• presiunea atmosferică - odată cu creșterea presiunii, temperatura de evaporare scade ușor;
• o metodă de studiere a acestei mărimi.

Pentru benzină, temperatura de evaporare joacă un rol deosebit. La urma urmei, pe principiul evaporării este construită funcționarea sistemelor de alimentare cu carburator. Dacă benzina nu se mai evaporă, nu se va putea amesteca cu aerul și nu va putea intra în camera de ardere. La mașinile moderne cu injecție directă, această caracteristică a devenit mai puțin relevantă. Cu toate acestea, după ce un injector de combustibil injectează combustibil în cilindru, volatilitatea este cea care determină cât de repede și uniform se amestecă ceața picăturilor mici cu aerul. Și eficiența motorului depinde de aceasta (puterea și consum specific combustibil).

În medie, temperatura de evaporare a benzinei variază între 40 și 50°C. ÎN regiunile sudice această valoare este adesea mai mare. Nu este controlat artificial, deoarece nu este nevoie de el. Pentru regiunile nordice, dimpotrivă, este subestimată. Acest lucru se face de obicei nu prin aditivi, ci prin formarea de benzină de bază din fracțiunile cele mai ușoare și mai volatile.

Punctul de fierbere a benzinei

Punctul de fierbere al benzinei este, de asemenea, o valoare interesantă. Astăzi, puțini șoferi tineri știu că la un moment dat, în climatele calde, benzina care fierbe în conducta de combustibil sau carburator ar putea imobiliza mașina. Acest fenomen a creat pur și simplu blocaje în sistem. Fracțiile ușoare s-au încălzit excesiv și au început să se separe de cele mai grele sub formă de bule de gaz inflamabil. Mașina s-a răcit, gazele au devenit din nou lichide - și ne-am putut continua drumul.

Astăzi, benzina vândută la benzinării va fierbe (cu barbotare evidentă odată cu eliberarea gazului) la aproximativ +80 °C, cu o diferență de +-30% în funcție de compoziția specifică a unui anumit combustibil.

Punctul de aprindere al benzinei

Punctul de aprindere al benzinei este pragul termic la care fracțiile mai ușoare de benzină care se separă liber se aprind dintr-o sursă de flacără deschisă, atunci când această sursă este situată direct deasupra probei de testat.

În practică, punctul de aprindere este determinat prin încălzire într-un creuzet deschis.

Combustibilul de testat este turnat într-un recipient mic deschis. Apoi, se încălzește lent, fără a implica o flacără deschisă (de exemplu, pe o sobă electrică). În același timp, temperatura este monitorizată în timp real. De fiecare dată când temperatura benzinei crește cu 1°C, se folosește o sursă de flacără la o înălțime mică deasupra suprafeței sale (pentru ca o flacără deschisă să nu intre în contact cu benzina). În momentul în care apare focul, punctul de aprindere este înregistrat.

Mai simplu spus, punctul de aprindere marchează pragul la care concentrația de benzină care se evaporă liber în aer atinge o valoare suficientă pentru a se aprinde sub influența unei surse de foc deschis.

Temperatura de ardere a benzinei

Acest parametru determină temperatura maximă creată de arderea benzinei. Și nici aici nu veți găsi informații clare care să răspundă la această întrebare cu un număr.

Destul de ciudat, dar este pentru temperatura de ardere că rolul principal este jucat de condițiile procesului, și nu de compoziția combustibilului. Dacă te uiți la puterea calorică a diferitelor benzine, nu vei vedea diferența dintre AI-92 și AI-100. De fapt, cifra octanică determină numai rezistența combustibilului la apariția proceselor de detonare. Și nu afectează calitatea combustibilului în sine, cu atât mai puțin temperatura de ardere a acestuia. Apropo, de multe ori benzinele simple, cum ar fi AI-76 și AI-80 retras, sunt mai curate și mai sigure pentru oameni decât același AI-98, modificat cu un pachet impresionant de aditivi.

Într-un motor, temperatura de ardere a benzinei variază de la 900 la 1100°C. Aceasta este în medie, cu o proporție de aer și combustibil apropiată de raportul stoichiometric. Temperatura reală de ardere poate fie să scadă mai jos (de exemplu, activarea supapei USR reduce ușor sarcina termică pe cilindri), fie să crească în anumite condiții.

Temperatura de ardere este, de asemenea, afectată semnificativ de gradul de compresie. Cu cât este mai sus, cu atât este mai fierbinte în cilindri.

Benzina arde cu flacără deschisă la temperaturi mai scăzute. Aproximativ, aproximativ 800-900 °C.

Și caracteristicile sale. Un amestec, inflamabil, de hidrocarburi ușoare cu un punct de fierbere de la 33 la 205 °C. Densitate aproximativ 0,71 g/cm³. Puterea calorică aproximativ 10.200 kcal/kg (46 MJ/kg, 32,7 MJ/litru). Punct de îngheț −72 °C când se utilizează aditivi speciali. Benzina este un produs de rafinare a petrolului. Este un combustibil cu caracteristici scăzute de detonare. Exista: benzina naturala, benzina cracata, produse de polimerizare. De asemenea, gazele petroliere lichefiate și toate produsele utilizate ca combustibili industriali. Benzina este cel mai comun combustibil pentru majoritatea tipurilor de transport.

Motoare cu ardere internă cu piston

Benzinele sunt destinate utilizării la motoarele cu piston cu ardere internă cu aprindere forțată (scânteie). În funcție de scopul lor, ele sunt împărțite în automobile și aviație. În ciuda diferențelor de condiții de aplicare, benzinele pentru automobile și aviație se caracterizează în principal prin indicatori generali de calitate. Proprietățile lor fizico-chimice și operaționale sunt diferite. Benzinele moderne pentru automobile și aviație trebuie să îndeplinească o serie de cerințe.

Acestea trebuie să asigure funcționarea economică și fiabilă a motorului (Benzina și caracteristicile sale). Cerințe de funcționare: au o volatilitate bună, permițându-vă să obțineți un amestec omogen aer-combustibil de compoziție optimă. La orice temperatură; au o compoziție de hidrocarburi de grup care asigură un proces de ardere stabil, fără detonații. Nu modificați compoziția și proprietățile acestuia în toate modurile de funcționare a motorului. În timpul depozitării pe termen lung, nu au un efect dăunător asupra părților sistemului de combustibil, rezervoarelor, produselor din cauciuc etc. În ultimii ani, proprietățile de mediu ale combustibilului au ieșit în prim-plan.

Compoziția benzinelor

Benzina este un amestec de hidrocarburi format în principal din hidrocarburi saturate 25-61%, nesaturate 13-45%, naftenice 9-71%, aromatice 4-16% hidrocarburi cu o lungime a moleculei de hidrocarburi de la C 5 la C 10 și un număr de atomi de carbon. de la 4 -5 la 9-10 cu o greutate moleculară medie de aproximativ 100D. Benzina poate conține și impurități - compuși care conțin sulf, azot și oxigen. Benzina este cea mai ușoară fracțiune din fracțiile lichide ale petrolului (Benzina și caracteristicile sale). Această fracție se obține în număr diferite procese sublimarea uleiului. Prin urmare, ușurința și fiabilitatea pornirii motorului, completitatea arderii, durata de încălzire, răspunsul vehiculului și rata de uzură a pieselor motorului depind de compoziția fracționată a benzinei. Compoziția fracționată a benzinei este determinată conform GOST 2177-99.

Fracțiunile ușoare de benzină caracterizează proprietățile de pornire ale combustibilului - cu cât punctul de fierbere al combustibilului este mai scăzut, cu atât sunt mai bune proprietățile de pornire. Pentru a porni un motor rece, este necesar ca 10% din benzină să fiarbă la o temperatură care să nu depășească 55 de grade (grad de iarnă) și 70 de grade (grad de vară) Celsius. Benzinele de iarnă au o compoziție fracționată mai ușoară (decât vara). Fracțiunile ușoare sunt necesare doar pentru perioada de pornire și încălzire a motorului. Partea principală a combustibilului se numește fracția de lucru. De evaporarea acestuia depind: formarea unui amestec inflamabil în timpul moduri diferite funcționarea motorului, durata de încălzire (transfer de la ralanti la sarcină), răspunsul clapetei de accelerație (capacitatea de a transfera rapid de la un mod la altul). Conținutul fracției de lucru trebuie să coincidă cu 50% din distilat. Intervalul minim de temperatură de la 90% până la sfârșitul fierberii îmbunătățește calitatea combustibilului și reduce tendința acestuia de a se condensa, ceea ce crește eficiența și reduce uzura pieselor motorului. Punctul de fierbere de 90% al unui combustibil este uneori numit punct de rouă.

Proprietățile benzinelor

Benzinele sunt lichide inflamabile, incolore sau usor galbene (in lipsa aditivilor speciali) cu o densitate de 700-780 kg/m? Benzinele au o volatilitate ridicată și un punct de aprindere în intervalul 20-40 de grade Celsius. Punctul de fierbere al benzinei este în intervalul de la 30 la 200 C. Punctul de curgere este sub minus 60 de grade. Când arde benzina, se formează apă și dioxid de carbon. La concentraţii de vapori în aer de 70-120 g/m3 se formează amestecuri explozive.
Datorită caracteristicilor lor fizice și chimice, benzinele pentru motor trebuie să aibă următoarele proprietăți:

• Omogenitatea amestecului;
• Densitatea combustibilului - la +20 °C ar trebui să fie 690...750 kg/m2;
• Vâscozitate scăzută - pe măsură ce crește, devine mai dificil ca combustibilul să curgă prin duze, ceea ce duce la un amestec slab. Vâscozitatea depinde foarte mult de temperatură. Când temperatura se schimbă de la +40 la -40 °C, consumul de benzină prin duză se modifică cu 20...30%;
• Volatilitatea este capacitatea de a trece de la o stare lichidă la o stare gazoasă. Benzina de motor trebuie să aibă o astfel de volatilitate încât să asigure o pornire ușoară a motorului (în special iarna), o încălzire rapidă, arderea completă a combustibilului și, de asemenea, să elimine formarea de blocaje de vapori în sistemul de alimentare;
• Presiunea vaporilor saturați - cu cât presiunea vaporilor este mai mare în timpul evaporării combustibilului într-un spațiu restrâns, cu atât procesul de condensare a acestora este mai intens. Standardul limitează limita superioară a presiunii vaporilor vara la 670 GPa și iarna de la 670 la 930 GPa. Benzină cu mai mult presiune ridicata predispus la formarea de blocaje de vapori; la utilizarea acestora, umplerea cilindrilor scade și puterea motorului se pierde; pierderile prin evaporare cresc atunci când sunt depozitate în rezervoarele și depozitele auto;
• Proprietăți de temperatură scăzută - capacitatea benzinei de a rezista la temperaturi scăzute;
• Arderea benzinei. „Combustia” în raport cu motoarele de automobile este înțeleasă ca o reacție rapidă a interacțiunii hidrocarburilor combustibile cu oxigenul din aer, eliberând o cantitate semnificativă de căldură. Temperatura vaporilor în timpul arderii ajunge la 1500...2400 °C.

Benzinele auto

În Rusia, benzinele pentru motor sunt produse în conformitate cu GOST 2084-77, GOST R 51105-97 și GOST R 51866-2002, precum și în conformitate cu TU 0251-001-12150839-2015 Benzina AI 92.95 (alternativă).
Benzinele de motor sunt împărțite în vară și iarnă (benzina de iarnă conține mai multe hidrocarburi cu punct de fierbere scăzut).
Principalele mărci de benzină pentru motor GOST R 51105-97:
Normal-80 - cu un număr octanic de cercetare de cel puțin 80;
Regular-92 - cu un număr octanic de cercetare de cel puțin 92;
Premium-95 - cu un număr octanic de cercetare de cel puțin 95;
Super-98 - cu un număr octanic de cercetare de cel puțin 98

Marcarea benzinei de motor

În conformitate cu GOST R 54283-2010, benzinele pentru motor sunt marcate cu trei grupuri de semne separate printr-o cratimă (de exemplu, „AI-92-4”):

• literele „AI” (benzină de motor cu un număr octanic măsurat prin metoda de cercetare GOST 8226-82);
• Cifra octanică de cercetare (de exemplu, 80, 92, 95 sau 98);
• numărul 2, 3, 4 sau 5 - clasa benzină; numărul coincide cu numărul standardului de mediu din seria Euro pe care trebuie să-l respecte benzina (2 pentru Euro-2, 3 pentru Euro-3 etc.).

Exemplu. Marca „AI-92-4” înseamnă benzină de motor cu un număr octanic de 92, măsurat printr-o metodă de cercetare, corespunzătoare celui de-al patrulea clasa de mediu(standard Euro 4). Deoarece producția de benzină dăunătoare cu plumb a încetat oficial în Rusia din 2003, toată benzina este considerată fără plumb, iar acest fapt nu este reflectat în etichetare.

Materii prime pentru producerea benzinei

Materia prima pentru obtinerea benzinei este petrolul. Uleiul este un amestec lichid natural de diferite hidrocarburi cu o suma mica alți compuși organici; o resursă minerală valoroasă, prezentă adesea împreună cu hidrocarburile gazoase (gaze asociate, gaze naturale). Compușii petrolului brut sunt substanțe complexe formate din cinci elemente - C, H, S, O și N, iar conținutul acestor elemente variază de la 82-87% carbon, 11-15% hidrogen, 0,01-6% sulf, 0-2 % oxigen și 0,01–3% azot. Hidrocarburile sunt principalele componente ale petrolului și gaz natural. (Benzina și caracteristicile sale) Cel mai simplu dintre ele, metanul CH4, este componenta principală a gazelor naturale.

Toate hidrocarburile pot fi împărțite în alifatice (cu lanț molecular deschis) și ciclice, iar în funcție de gradul de nesaturare a legăturilor de carbon - în parafine și cicloparafine, olefine, acetilene și hidrocarburi aromatice. Țițeiul convențional pentru puțuri este un lichid uleios, foarte inflamabil, de culoare maro-verzuie, cu un miros înțepător. Din punct de vedere chimic, uleiurile sunt foarte diferite și diferă de uleiurile de parafină, care constau în majoritatea cazurilor de la hidrocarburi parafinice, la hidrocarburi naftenice sau asfaltice, care conțin în principal hidrocarburi cicloparafine; există multe tipuri intermediare sau mixte. În comparație cu uleiurile naftenice sau asfaltice, uleiurile parafinice conțin de obicei mai multă benzină și mai puțin sulf și reprezintă principala materie primă pentru producerea uleiurilor lubrifiante și a parafinelor. Țițeiurile naftenice conțin în general mai puțină benzină, dar mai mult sulf și păcură și asfalt.

Benzina este folosită drept combustibil pentru majoritatea autoturismelor. Este un amestec de hidrocarburi cu un punct de fierbere de la 30 la 205 grade Celsius. Pe lângă hidrocarburi, benzina conține impurități care conțin azot, sulf și oxigen.

În funcție de cantitatea anumitor compuși, benzina de motor se împarte în diferite mărci, având proprietăți operaționale ușor diferite:

• AI-92;
• AI-95;
• AI-98.

Odată cu înăsprirea cerințelor de mediu, benzinele cu un număr octanic mai mic, cum ar fi A-76 sau AI-80 și, prin urmare, o compoziție chimică „mai murdară”, nu sunt produse în prezent.

Proprietăți de bază

Principalele proprietăți ale benzinei sunt compoziția sa chimică, capacitatea de a se evapora, arde, aprinde, forma depuneri, precum și activitatea de coroziune și rezistența la detonare.

Proprietățile fizico-chimice ale benzinei variază în funcție de ce hidrocarburi conține și în ce proporții. Punctul de îngheț al benzinei atinge –60 de grade Celsius; dacă se folosesc aditivi speciali, această valoare poate fi scăzută la –71 de grade. Benzina se evaporă activ la temperaturi peste 30 de grade, iar odată cu creșterea temperaturii, evaporarea are loc mai intens. Când concentrația vaporilor săi în aer atinge 74-123 de grame pe metru cub, se formează un amestec exploziv.

Compoziția fracționată a benzinei afectează direct proprietățile sale de performanță. În timpul producției, este important să se realizeze raportul corect dintre fracțiile ușoare și grele pentru, pe de o parte, pentru a asigura o volatilitate suficient de mare la temperaturi scăzute și, pe de altă parte, pentru a preveni întreruperile în funcționarea motorului din cauza formării de vapori se blochează în conducta de combustibil, care poate apărea din cauza evaporării intense a unui număr mare de fracții ușoare. În acest sens, benzinele folosite în climă caldă și în Cercul Arctic au compoziții chimice diferite pentru a oferi proprietățile de performanță necesare.

Benzina poate fi obținută în mai multe moduri: prin distilarea directă a petrolului și selectarea anumitor fracții (această metodă a fost folosită la începutul erei motorizării); la mijlocul secolului trecut, a început să fie folosită cracarea și reformarea. Principalele componente ale benzinei obținute prin distilare directă sunt lanțurile de alcani. În timpul cracării și reformării, aceștia sunt transformați în alcani ramificați și compuși aromatici.

Ultimele două metode fac posibilă obținerea de combustibil cu octan mare de clase AI-92, 95 și mai mari.

Cifra octanică

Denumirea mărcii de benzină constă dintr-o denumire alfanumerică. Literele A sau AI indică metoda de determinare a numărului octanic:

1. motor (A)
2. cercetare (AI)

iar numărul determină numărul octanic (92, 95 etc.).

Cifra octanică indică o proprietate precum rezistența la detonare a benzinei. Această cifră este relativă. Se ia ca standard izo-octanul, a cărui rezistență la detonare este foarte mare și se consideră egală cu 100. Scara numărului octanic a fost propusă la începutul secolului trecut. A fost determinată de conținutul de izooctan într-un amestec cu heptan normal (rezistența sa la detonare este foarte scăzută și este acceptată egal cu zero). În consecință, benzina AI-92 este echivalentă ca rezistență la detonare cu un amestec de 92% izooctan și heptan, AI-95 - 95% și așa mai departe. Cifra octanică poate fi mai mare de 100 dacă proprietățile antidetonante ale combustibilului sunt chiar mai mari decât cele ale izooctanului pur.


Această valoare este foarte importantă, deoarece detonarea duce la distrugerea rapidă a grupului cilindru-piston. Acest lucru se explică prin viteza de propagare a frontului de flăcări - până la 2,5 km/s, în timp ce în condiții normale flacăra se extinde cu o viteză de cel mult 60 m/s.

Pentru a crește proprietățile anti-detonare, puteți fie adăuga aditivi care conțin compuși de plumb (plumb tetraetil) sau puteți modifica compoziția fracționată la primire. Prima metodă poate fi obținută cu ușurință din benzină AI-92, AI-95 sau 98, dar acum a fost abandonată. Deoarece, deși astfel de aditivi cresc semnificativ proprietățile de performanță ale combustibilului și au un cost scăzut, ei sunt, de asemenea, foarte toxici și au un efect mult mai dăunător asupra mediului decât benzina pură și, de asemenea, distrug convertorul catalitic al mașinii (temperatura de ardere a plumbului). benzina este mai mare decât cea a benzinei fără plumb, Ca urmare, elementele ceramice ale neutralizatorului pur și simplu sinterizează, iar dispozitivul se defectează).

Alți compuși care sunt mai puțin toxici, cum ar fi alcoolul etilic sau acetona, pot fi utilizați și ca aditivi. De exemplu, dacă adăugați 100 ml de alcool la un litru de benzină AI-92, cifra octanică va crește la 95. Cu toate acestea, utilizarea unor astfel de aditivi nu este profitabilă din punct de vedere economic.

Stabilitate chimică

Când se iau în considerare proprietățile chimice ale benzinei, accentul principal ar trebui să se pună pe cât timp va rămâne neschimbată compoziția hidrocarburilor, deoarece în timpul depozitării pe termen lung compușii mai ușori se evaporă și proprietățile de performanță sunt foarte deteriorate. Această problemă este deosebit de acută dacă combustibilul cu un număr octanic mai mic (de exemplu, AI-92) este transformat în benzină de calitate superioară (AI-95) prin adăugarea de propan sau metan în compoziția sa. Proprietățile lor antidetonante sunt mai mari decât ale izooctanului, dar se evaporă și foarte repede.

Standardul de stat impune ca compoziția chimică a benzinei de orice marcă, fie că este AI-92, 95 sau 98, să rămână neschimbată timp de cel puțin cinci ani, sub rezerva regulilor de depozitare. Cu toate acestea, în realitate, adesea chiar și combustibilul nou achiziționat are deja un număr octanic mai mic decât cel declarat (de exemplu, nu 95, ci 92). Acest lucru se datorează necinstei vânzătorilor care adaugă gaz lichefiatîn rezervoare cu combustibil al căror termen de valabilitate a expirat și compoziția nu respectă GOST. De regulă, la aceeași benzină se adaugă cantități diferite de gaz pentru a obține un număr octanic de 92 sau 95. O confirmare evidentă a unor astfel de trucuri este mirosul puternic de gaz de la benzinărie. Este probabil ca proprietățile de performanță ale unei astfel de benzine să se deterioreze vizibil chiar în fața ochilor noștri, până când rezervorul de combustibil este gol.