Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Дистиллятные топлива - файл 1.doc


Дистиллятные топлива
скачать (120 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc120kb.15.11.2011 19:52скачать

содержание

1.doc

Содержание

Дистиллятные топлива…………………………………………………………...3

Бензины……………………………………………………………………………4

Реактивные топлива………………………………………………………………7

Дизельные топлива………………………………………………………………10

Газотурбинные топлива…………………………………………………………14

Судовое маловязкое топливо……………………………………………………15

Используемая литература……………………………………………………….16


Дистиллятные топлива

Дистиллятные топлива  состоят из легких фракций, получаемых дистилляцией в установках по переработке нефти, характеризуются малой вязкостью v = 3 ч- 6 мм/с, по­этому не нуждаются в подогреве перед подачей к двигателям или котлам. К дистиллятным топливам относятся:

  • бензины,

  • реактивные топлива,

  • дизельные топлива,

  • газотурбинные топлива,

  • судовое маловязкое топливо.



Бензины

Товарные бензины не являются фракцией, выделенной непосредственно из нефти. Они являются смесью компонентов (фракций), получаемых непосредственно из нефти на АВТ путём термокаталитических превращений нефтяных дистиллятов , с тем чтобы обеспечить требуемые химический состав, октановое число, а также другие показатели качества определённой марки бензина. Ниже приведён примерный групповой углеводородный состав бензиновых компонентов, получаемых этими процессами [в % (масс)]


Группы углеводородов ПДН КНО КК КР

Ароматические 3-10 12-26 20-25 30-50

Нафтеновые 12-30 5-10 15-20 5-10

Парафиновые 60-70 40-50 40-50 20-40

Олефиновые < 1 20-30 20-25 < 1

ПДН – первичная дистилляция нефти, КНО – коксование нефтяных остатков, КК – каталитический крекинг, КР – каталитический реформинг (ароматизация)

Все они имеют разные октановые числа – от 65-70 (для бензиновой фракции ПДН) до 90-95 (для бензина КР). При приготовлении товарных бензинов берут базовый компонент (бензиновую фракцию каталитического крекинга или каталитического реформинга с октановыми числами примерно 79 и 75 моторным методом), к нему добавляют одну или несколько высокооктановых неароматических добавок (например, изопентан или алкилат – концентрат изооктанов с октановым числом 82 моторным методом), а также ароматические углеводороды (например, толуол, имеющий октановое число 100). Варьированием доли этих компонентов в смеси достигают требуемого октанового числа товарного бензина и его фракционного состава. В полученную смесь вводят также присадки – антиокислительные и антидетонационные. За рубежом в авиабензины добавляют также антистатические и противообледенительные присадки.

Бензины вырабатываются для наземного и воздушного транспорта – автомобильные и авиационные.

^ Автомобильные бензины вырабатываются четырёх марок – А-72, А-76, Аи-93 и Аи-98, где цифра соответствует октановому числу моторным методом (93 и 98) о чём свидетельствует буква «и» в обозначении марки.

Основные нормируемые стандартом показатели качества для двух наиболее употребительных марок этих бензинов приведены ниже:

Показатель

Автомобильные

Авиационные

А - 76

Аи - 93

Б - 91

Б - 70

лето

зима

лето

зима

115

Октановое число не менее:

моторным методом

исследовательским методом

Содержание свинца, г/л

Фракционный состав, °С:

начало кипения, не ниже

10% (об.) выкипает, не выше

50% (об.)

90% (06)

конец кипения

Давление насыщенного пара, кПа, не менее

Кислотность, мг КОН/100 л, не более

Содержание смол, мг/100 мл, не более


Содержание серы, % (масс.), не более

Теплота сгорания, МДж/кг, не менее



76

-

0,24


35

70

115

180

195

66,7


3

5


0,1


-



76

-

0,24


-

55

100

160

185

66,7-93


3


5


0,1


-



85

93

0,5


35

70

115

180

195

66,7


3

5


0,1


-



85

93

0,5


-

55

100

160

185

66,7-93


3


5


0,1


-



91

95

2,5


40

82

105

145

180

29,3


1


-


0,05


43,16



70

-

-


40

88

105

145

180

-


1


-


0,05


-



Автомобильные бензины выпускают различными по фракционному составу для летнего периода (01.04 по 01.10) и зимнего (с 01.10 по 01.04), с тем, чтобы их испаряемость соответствовала уровню температуры внешней среды. Соответственно различно и давление насыщенного пара (оно повышено для зимних сортов). В бензины вводят до 0,5 г/кг ТЭС для повышения октанового числа, однако сейчас принят курс на исключение ТЭС из бензинов (по экологическим мотивам) и замена его высокооктановыми добавками (в их качестве применяют алкилбензин с ОЧ = 94÷96, толуол, метил-трет-бутиловый эфир с ОЧ = 100÷117 и др.).

^ Авиационные бензины для малых винтовых самолётов и вертолётов. Их выпускают также четырёх марок – Б-100/130, Б-95/130, Б-91/115, Б-70, где первая цифра – октановое число моторным методом, а вторая – сортность (в %). Эти бензины не имеют сортов по сезонам, так как температура среды (в полёте) мало изменяются в течение года. К ним добавляют значительно большее количество ТЭС (от 2,5 до 3 г/кг), для них более жесткие нормы по кислотности, содержанию смол и серы.


^ Реактивные топлива (авиационные керосины)

Это основной вид топлива в современной реактивной авиации, вырабатываемый сравнительно недавно (с 50-х годов). Используют их для ТК ВРД самолетов и мощных вертолётов, поэтому к ним предъявляются очень жесткие требования по качеству. В частности, они должны устойчиво гореть без нагароотложений в быстро движущемся потоке воздуха при больших избытках последнего (α = 1,4÷1,5), обеспечивать надёжный запуск двигателя в любых условиях, иметь максимально возможную теплоту сгорания.

Эти требования наиболее полно обеспечиваются определённым химическим составом топлив, в частности максимальным содержанием в нём нафтеновых и изопарафиновых углеводородов.

В отличии от бензинов и других моторных топлив авиакеросины – однокомпонентные топлива, т.е. получение их смешением нескольких компонентов недопустимо. Их получают выделением соответствующей фракции при первичной дистилляции нефти. Для отдельных марок допускается после этого применение процессов гидрооблагораживания для отчистки от серы, кислот и части ароматических углеводородов.

С учётом таких жёстких ограничений, как требуемый химический состав и технология получения без применения процессов глубокой химической конверсии, авиационные керосины могут быть получены только из определённых (по химическому составу) нефтей, и поэтому ресурсы нефтей для их производства ограничены. Стандарты на реактивные топлива ограничивают также ввод в них присадок и допускают в небольших концентрациях антиокислительную присадку (ионол) и противоизносную.

В зависимости от лётных условий применения выпускают авиационные керосины для дозвуковой и сверхзвуковой авиации следующих марок:



Показатель

ТС-1

РТ

Т-6

Плотность ρ, не менее

Фракционный состав, °С:

начало кипения, не выше

начало кипения, не ниже

10%(об.) выкипает, не выше

50%(об.) выкипает, не выше

90%(об.) выкипает, не выше

98%(об.) выкипает, не выше

Вязкость кинематическая, мм/с, не более:

при 20°С

при 40°С

Теплота сгорания низшая, МДж/кг, не менее

Содержание ароматических углеводородов, % (мас.), не более

Содержание серы, % (мас.), не более

Термостабильность, мг/100 мл, не более:

150°С, 4ч

150°С, 5ч

Высота некоптящего пламени, мм, не менее

0,775


150

-

165

195

230

250


1,25

8

42,9

22

0,25


10

-

25

0,775


-

135

175

225

270

280


1,25

16

43,12

18,5

0,1


-

6

25

0,840


-

195

220

255

290

315


≤4,5

60

42,91

10

0,05


-

6

20



Т-1 и ТС-1 (дозвуковые топлива) – фракции нефти соответственно 150-280°С и 130-240°С из малосернистых и сернистых нефтей, без доочистки (ТС-1) или с доочисткой от органических кислот (Т-1).

РТ – переходное топливо, используемое как для дозвуковой, так и для сверхзвуковой (М≤1,5) авиации. Фракция нефти 140-280°С с последующей гидроотчисткой.

Т-6 – топливо для сверхзвуковой авиации (до М = 3,5). Фракция 195-315°С, выделенная из специальных нефтей с последующим гидрированием (гидродеароматизацией). Может быть получено также из фракции 195-300°С газойля каталитического крекинга с последующей её гидродеароматизацией.

Все указанные топлива могут применяться также и для жидкостных реактивных двигателей (ЖРД).

Основные показатели качества авиационных керосинов свидетельствуют о высоких требованиях к ним по вязкости, плотности, теплоте сгорания и содержанию серы и ароматических.

Особо следует обратить внимание на энергетические свойства этих топлив, обеспечивающие дальность и скорость полёта.

Нормы по теплоте сгорания и плотности оговаривают запас энергии в единице объёма Q (в МДж/л), так как Q= Qρ.

Для летательных аппаратов величина Q очень важна, поскольку при ограничениях по объёму топливных ёмкостей в летательной технике важно, чтобы каждая единица объёма вмещала больший потенциальный запас тепловой энергии.

Сравнение Q и Q для некоторых групп углеводородов и топлив приведено ниже:

Алканы Нафтены Ароматические ТС-1 Т-6 Б-70

соединения

Q, МДж/кг 47,5 46,0 43 43 43 43

Q, МДж/л:

при 20 °С 34 38,5 39,5 33,6 36,4 31,8

при -40 °С - - - 35,6 38,2 33,9

Так, очевидно, что каждый литр топлива Т-6 несёт почти на 10 % больше энергии, чем топливо ТС-1, и почти на 15% больше, чем авиационные бензины Б-70.


^ Дизельные топлива

Это одни из массовых моторных топлив для наземного (автомобили, тракторы, тепловозы, тягачи и т.д.) и водного транспорта, вырабатываемые в количестве до 28-30% от общего количества перерабатываемой нефти. Используют их для ДВС с воспламенением от сжатия, и, соответственно, к ним предъявляются определённые требования (высокое цетановое число, хорошая испаряемость и др.)

В зависимости от назначения вырабатывают дизельные топлива двух групп: для быстроходных (более 800 об/мин) дизелей (лёгкие топлива) и малооборотных, тихоходных (150-500 об/мин) двигателей (тяжёлые топлива). Для быстроходных двигателей (автотракторных, тепловозных буровых установок, танков и т.д.) вырабатывают главным образом однокомпонентные топлива, т.е. выделяя фракции 180-360°С (или 150-320°С) при первичной дистилляции нефти с последующим её облагораживанием (гидроочистка от серы, выделение н-алканов с целью снижения температуры застывания).

Допускается смешение первичного дистиллятного дизельного топлива с аналогичной фракцией (180-360°С) вторичного происхождения (до 25% от массы топлива), полученной каталитическим крекингом.

Отечественным стандартом предусмотрена выработка четырёх марок топлив для быстроходных двигателей по климатическому признаку:

марка Л – летнее, предназначено для применения при температуре воздуха выше 0 °С;

марка З (два вида):

- зимнее, предназначено для применения в средней полосе страны при температуре воздуха выше -20°С

- то же, для северных районов при температуре воздуха -30 и выше;

марка А – арктическое для температур воздуха -50°С и выше.

Каждая из этих марок вырабатывается двух видов по содержанию серы – малосернистые (не более 0,2% серы) и сернистые (не более 0,5%).

Для тихоходных двигателей (судовые мощные дизели и дизели стационарные) вырабатываются две марки тяжёлых топлив – ДТ и ДМ, получаемые как смесь тяжёлых дистиллятов 300-500°С с остаточными продуктами переработки нефти.

При современной технологии из дистиллятов дизельных топлив при получении марок З и А глубоко извлекаются (до 95% от потенциала) н-алканы С - с целью понижения температуры застывания топлива и получения при этом ценного продукта для нефтехимии – жидкого парафина. Это ведёт к значительному понижению цетанового числа топлива (до 35-38). Для доведения его до нормы в дизельные топлива в количестве 0,5-2,0% вводится присадка, повышающая воспламеняемость (т.е. цетановое число), - изопропилнитрат, этилнитрат или пероксид тетралина.

В лёгкие топлива (Л, З и А) кроме этой присадки вводят также антиокислительную и противоизносную. Последняя улучшает смазывающие свойства топлива и уменьшает за счёт этого износ плунжерного насоса – дозатора топлива. За рубежом отдельные фирмы в дизельные топлива вводят противодымные, противонагарные и биоцидные (при поставках топлива в страны с жарким, влажным климатом) присадки.

В тяжёлые дизельные топлива вводят иной набор присадок – это деактиваторы металлов, противоизносные, противонагарные и депрессорные присадки.

В силу ограниченности ресурсов и высокой стоимости дистиллятов цена относящихся к классу дистиллятов дизельных топлив в России ориентировочно в 1,7 раза превышает стоимость тяжелых топлив. Хотя обеспечение судна тяжёлым топливом вызывает преждевременный ремонт судовых  дизелей. Потребление дизельного топлива на судах морского флота составляет всего 6—12 % общего количества сжигаемого топлива. Его в основном используют во вспомогательных средне- и высокооборотных дизелях, которые либо по своей конструкции, либо из-за неприспособленности системы топливоподготовки (отсутствуют судовые устройства по разогреву топлива) не могут быть переведены на более тяжелые сорта. В ГД  дизельное топливо применяют исключительно во время маневров и для промывки топливной системы, перед остановкой.

Основные показатели качества, нормируемые для дизельных топлив:

Показатель

Для быстроходных ДВС

Для тихоходных ДВС

Л

З

А

РФС

ДТ

ДМ

Цетановое число, не ниже

Плотность ρ, не более

Фракционный состав:

50%(об.) выкипает, °С, не ниже

96%(об.) выкипает, °С, не ниже

Температура, °С:

помутнения, не выше

застывания, не выше

вспышки, не ниже

Вязкость при 20°С (при 50°С ДТ, ДМ), мм

Содержание смол, мг/100 мл, не более

Коксуемость, %, не более

Коэффициент фильтруемости, не более

45

0,860


280

360


-5

-10

40

3-6


40

-

3

45

0,840


280

340


-25

-35

35

1,8-5


30

-

3

45

0,830


255

330


-

-55

30

1,5-4


30

-

3

45

-


290

360


+5

0

40

3-6,5


-

-

3


-

0,930


-

-


-

-5

65

36


-

3

-

-

0,970


-

-


-

+10

85

150


-

10

-



Отечественная промышленность выпускает судовые топлива в соответствии с ГОСТ 305—82 путем смешивания фракций пря мой перегонки сернистых нефтей, прошедших гидроочистку и депарафинизацию, с каталитическим газойлем. Присутствие каталитического газойля снижает эксплуатационные свойства топлива, в частности усиливается его склонность к отложениям. Топлива выпускают четырех марок: Л, 3, ЗС, А, которые по содержанию серы делят на две подгруппы: с S < 0,2 %, с S == 0,21 — 0,5 %. Содержание меркаптановой серы в сере обеих подгрупп ограничивается  0,01 %.

В последнее время резко увеличивается потребность в дизельных топливах, рост выработки которых сдерживается стабилизацией добычи нефти и действующими нормами на их качество. Это заставило изучать возможность применения в быстроходных дизельных двигателях топлив более широкого фракционного состава (например, топлива, выкипающего в интервале 100-450°С). В качестве первых шагов в этом направлении во многих странах, в том числе и в нашей стране, с 1988 г. предусмотрено получение топлива РФС (расширенного фракционного состава), утяжелённого, главным образом, по концу кипения. Только это незначительное изменение норм на качество позволяет выработать в нашей стране дополнительно около 1,5 млн. т/год дизельного топлива. Эта тенденция (с соответствующими изменениями в конструкции дизельных двигателей), по-видимому, сохранится в будущем.


^ Газотурбинные топлива

В качестве заменителя дизельного топлива на судах морского и речного флота широко используют газотурбинное топливо (ГОСТ 10433—75). Газотурбинные топлива выпускают для стационарных газотурбинных установок (ГТУ) – компрессорных или электрических станций, а также для судовых ГТУ.

При конструировании газовой турбины и расчёте камер сгорания для неё выбор топлива определяется прежде всего экономическими соображениями и, в частности, географической близостью источников получения того или иного топлива. В общем случае должна быть обеспечена возможность надёжной работы газовых турбин на более дешёвом остаточном топливе или, по крайней мере таком, как моторное топливо.

Топливом для газотурбинных установок служат средние дистилляты нефти, в том числе моторные топлива или мазут, лишённые таких примесей, как ванадий, натрий и др., а также природный нефтяной газ и газы нефтепереработки.

Газотурбинное топливо вырабатывается либо как однокомпонентное (дистиллят нефти типа тяжёлого дизельного топлива), либо как смесевое многокомпонентное, в которое вовлекаются как прямогонные дистилляты нефти (200-400°С), так и дистилляты вторичного происхождения, кипящие до 500°С.

Топлива эти средней вязкости (ВУ≤3). Набор присадок для этих топлив подобен тем, которые добавляют к тяжёлым дизельным топливам.

Топливо получают в качестве побочного продукта в процессах замедленного коксования при выработке нефтяного кокса, необходимого металлургической промышленности. Газотурбинные топлива ТГ и ТГВК отличаются более высокой плотностью и вязкостью, но не настолько высокой, чтобы их нужно было подогревать перед использованием. Для этих топлив характерно более высокое содержание серы (1 и 2,5 % соответственно) и, на что должно быть обращено внимание особо, в них содержится до 25 % смолистых веществ. Это обусловливает их низкую стабильность, проявляющуюся при нагревании и смешивании с другими топливами.

^ Судовое маловязкое топливо

Начиная с 1988 г. нефтяная промышленность начала поставлять на флот судовое маловязкое топливо, предназначенное для замены дизельного и газотурбинного топлив. Это топливо вырабатывают путем смешивания дистиллятов вторичных процессов (коксования, термического и каталитического крекинга) с дизельными фракциями с повышенным концом кипения, взятыми из атмосферной и вакуумной колонн. По сравнению с дизельным топливом к нему предъявляют менее жесткие требования (допускается вдвое большая вязкость— 11 мм2/с, содержание серы до 1,5 %, более низкое ЦЧ — не менее 40).


Используемая литература

  1. Мановян, А. К. Технология первичной переработки нефти и природного газа: учеб. пособ. для вузов. 2-е издание.-М.: Химия, 2001.-568с.:ил.

  2. prom-tehsnab.int.ru

  3. Смидович, Е. В. Технология переработки нефти и газа, ч. 2-я. Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов. 3-е изд., доп. и пер.-М.: Химия, 1980.-328с.:ил.









Скачать файл (120 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации