Тема № 9: « Нафтопродукти і мастильні матеріали»

 

План

1. Нафта і продукти переробки нафти.

2. Інші види рідкого палива.

3. Газоподібне паливо.

4.Загальні відомості.мастильні матеріали

5. Асортимент масел і мастил.

 

 

Нафта («нефт» перс. – спалахувати, інд. «нефата» - просочуватися) – рідке пальне іськопаємоє, масляниста рідина зазвичай темно-бурого кольору, іноді з червонуватим або оранжевим відтінком. Її щільність 750-970 кг/м куб. Бензинова (легка) нафта – до 900 кг/м куб, більше 900 кг/м куб – важка нафта.

Теплота згорання – 43,7-46,2 МДж/кг.

По складу нафта – складна суміш вуглеводнів з домішкою кисню, сірчистих і азотистих з'єднань, води і мінеральних речовин. Вона містить 82-87% вуглецю, 11,5-14,5% водню, 4-5% домішок.

Класифікація нафти:

1) За змістом сірки розділяється на три класи: малосірчиста (до 0,5% сірі); сірчиста (0,51-2,0%); високосірчиста (більше 2,0%)

2) За змістом основного вуглеводневого компоненту: метанова (парафінова);містить парафінові вуглеводні; нафтеновая; ароматична

3) По родовищу: морська; материкова

4) Залежно від потенційного сумарного змісту палива (по виходу паливних фракцій):

- Т1 – не менше 45%

- Т2 – 30-44,9%

- Т3 – менше 30%

5) Залежно від якості масел (індексу в'язкості):

- підгрупа И1 – індекс більше 85

- підгрупа И2 – індекс 40-85

6) Залежно від змісту парафіну і можливості отримувати паливо для реактивних двигунів, дизельних палив і базових масел дистилятів:

- П1 – парафіну більше 1,5%

- П2 – 1,51-6,0%

- П3 – більше 6,0%

З нафти отримують паливо, масла, її використовують як сировина для хімічної промисловості.

Переробку розділяють на первинну і вторинну.

Первинну переробку (перегонку) починають з обезводнення нафти (відстоювання в резервуарах), виведення солей і домішок (відстоювання при зниженому тиску) і руйнування стійких емульсій нафти і води.

Основа первинної перегонки нафти – дистиляція, яка полягає в розділенні її на фракції, тобто дистиляти, киплячі в межах фіксованих температур.

Залишок після вакуумної перегонки називається гудроном (масляний концентрат).

Вторинна переробка нафти базується на термохимічеських процесах розщеплювання молекул важких вуглеводів для отримання палива.

Найбільш поширені наступні методи:

1) Крекінг (термічний і каталітичний)

2) Піроліз

3) Синтез вуглеводнів з газів

4) Гідрогенізація (деструктивна і недеструктивна)

5) Коксування

6) Алкированіє

Товарні нафтопродукти розділяють на групи залежно від їх складу і сфери застосування:

- паливо

- масла

- парафіни, церезини, вазеліни

- нафтові бітуми

- сажа

- нафтовий кокс

- присадки до палива і масел

- розчинники і ароматичні вуглеводи

- інші нафтопродукти.

Отримані нафтопродукти потребують додаткового очищення:

1) Хімічне очищення – може бути кислотною, лужною, селективною

2) Физико-хімічне очищення – контактна (обробка глиною, яка поглинає смоли) і гідроочищення (воднем при високій температурі і тиску у присутності каталізаторів)

До рідке паливо розділяють на моторне і котельне.

Моторне паливо – це світлі нафтопродукти, які залежно від типу двигуна розділяють на:карбюраторне; дизельне – може бути легким і важким- реактивне – може бути для двигунів з дозвуковою швидкістю і для двигунів з надзвуковою швидкістю.

Вимоги до моторного палива.

Карбюраторне паливо.

Карбюраторне – це паливо, яке використовують в карбюраторних (або інжекторних) двигунах автомобілів, тракторів, літаків і т.д. У таких двигунах паливо змішується в певній пропорції з повітрям і подається в камеру згорання, де спалахує від електричної іскри. Оскільки горить не само паливо, а суміш, то важлива характеристика даного виду палива – здатність випаровуватися.

ККД двигунів внутрішнього згорання багато в чому залежить від ступеня стиснення бензино-повітряної суміші перед подачею в камеру згорання. А величина стиснення (тиск) обмежується детонаційною стійкістю бензину (т.е. здатності протистояти детонаційному (вибухоподібному) горінню). При нормальному горінні швидкість розповсюдження полум'я складає 25-35 м/с, при детонаційному 1500-2000 м/с. Для підвищення детонаційної стійкості бензини додають антидетонатори – бензол, ізооктан і тетраетілсвінец (це важка масляниста безбарвна отруйна рідина). Оскільки тетраетілсвінец дуже небезпечний в чистому вигляді, його вводять в паливо у вигляді етилової рідини (розчин з бромистим Етилом і іншими речовинами).

Бензини, в які додана етилова рідина, називаються етілірованнимі. Вони завжди забарвлені.

Показником детонаційної стійкості бензинів є октанове число. Воно рівне відсотку змісту ізооктана (має октанове число 100) в суміші його з нормальним гептаном (має октанове число 0).

Так октанове число змели 76%изооктана і 24% гептана рівне 76..

Авіаційні бензини маркірують буквою Б.

Наприклад, Би 100/130 – показує, що бензин має сортність 100 на бідній суміші палива з повітрям і 130 на багатій – тобто він дає можливість розвивати на 30% більше потужності, чим на ізооктане.

Забарвлення бензинів:

А-76 – жовтий

АЇ-93 – оранжево-червоний

АЇ-95 – жовто-оранжевий.

АЇ-98 – зелений

Б-91/115 – зелений

Б-95/130 – жовтий

Б-100/130 - оранжевий

Неэтилированные бензини, як правило, безбарвні.

До основних характеристик карбюраторного палива відносять також хімічну стійкість до окислення, низькотемпературні властивості, тиск при випаровуванні і т.д.

Дизельне паливо.

Дизельні двигуни відрізняються високою економічністю, довговічністю і меншою пожаро і вибухонебезпекою Дизельне паливо – це нафтові фракції з температурою кипіння 170-360С.

Дизельне паливо – рідина від жовтого до світло-коричневого кольору. Як і бензин, воно легше за воду і практично не розчиняється в ній.

При пониженні температури в дизельному паливі починають випадати кристали високоплавких вуглеводнів (відбувається помутніння палива), при подальшому охолоджуванні можливе застигання палива. Тому важлива характеристика дизельного палива – температура помутніння і застигання. Ще одна обов'язкова характеристика – в'язкість. Легке дизельне паливо – малов'язке для швидкохідних двигунів, важке (в'язкіше) – для середньо і малооборотних двигунів.

 

Реактивне паливо.

Реактивне паливо – це продукти прямої перегонки нафти. Більшість реактивних двигунів можуть працювати на гасі або паливі широкого фракційного складу (для літаків з дозвуковими швидкостями). Для дозвукової швидкості застосовують марки Т-1, ТС-1, Т-2, РТ. Для надзвукової швидкості Т-5, Т-6, Т-8.

Реактивне паливо повинне добре прокачуватися по паливний-подаючій системі при будь-якій температурі, добре випаровуватися, запалати в широких межах, згорати з високою швидкістю і без залишку, не утворювати нагару, не коррозіровать деталі двигуна, мати високу теплоту згорання.

Ракетне паливо може бути рідким і твердим.

.

 

Котельне паливо.

 

Призначено для транспортних засобів і промислових енергетичних агрегатів.

Паливо для мартенівських печей: МП – малосірчисте, МПС – сірчисте.

Як паливо для котельних установок використовують сланцеве масло, що отримується з горючих сланців (мазкий А і Б).

Для парових і водогрейних казанів використовують паливо пічне побутове (ТПБ).

Нафта і нафтопродукти зберігають в різних типах резервуарів окремо від інших матеріалів. Невелика кількість – в баках, бочках (металевих або пластмасових), скляній тарі.

Транспортують трубопровідними системами, в наливних (танкерах) і сухогрузах судах, ж/д і автоцистернами (з обов'язковою маркіровкою)

Технічні вимоги до газоподібного палива для комунально-побутових потреб розроблені з урахуванням нормування змісту сірководня, аміаку, смоли, ціаністих з'єднань. Запах газу повинен відчуватися при змісті в повітрі 1% природного газу.

Газоподібне паливо в невеликих кількостях зберігають і транспортують в червоних балонах з написом – назва продукту. У великих кількостях – транспортують по трубопроводах і зберігають в спеціальних підземних сховищах.

При зберіганні необхідно строго дотримувати правила техніки безпеки і протипожежні правила.

 

Змащувальні матеріали.

 

Змащувальні матеріали – це речовини, що вводяться у вузли тертя двигунів, машин, механізмів для охолоджування і зниження їх зносу, зменшення сили тертя і видалення продуктів зносу.

Окрім цього змащувальні матеріали захищають метал від корозії, виконують функцію робочої рідини, використовуються як ізолююче, теплотворне і ущільнювача середовище в різних системах і апаратах.

Раціональне застосування змащувальних матеріалів значно підвищує ефективність роботи машин і механізмів.

Раціонально застосовувати змащувальні матеріали означає:

- правильно підбирати змащувальні матеріали для необхідних умов роботи

- витрата змащувальних матеріалів повинна бути технічно обгрунтованою

- режим мастила повинен бути правильно розрахований і встановлений.

 

Маслами називають змащувальні матеріали, що знаходяться при звичайній температурі (+20С) в рідкому стані. Їх основна класифікація – за призначенням і способу отримання (див. класифікацію змащувальних матеріалів).

 

Якщо змащувальні матеріали при звичайній температурі знаходяться в пастоподібному або твердому стані, а при нагріванні переходять в рідкий стан, їх називають консистентними мастилами.

 

Класифікація консистентних мастил

 

Моторні масла – для зниження зносу деталей двигунів внутрішнього згорання, зниження витрат енергії і тертя, а також виконують функції охолоджування.

 

 

Індустріальні масла – для змазування пар тертя промислового устаткування, контрольно-вимірювальної апаратури. Класифікація по декількох ознаках:

1) За призначенням – на 4 типи

2) По експлуатаційних властивостях - на 5 типів.

Маркіровка – буквено-цифрова.

Трансмісійні масла – для змазування механізмів в коробках передач. Всі вони випускаються з присадкам.

Компресорні масла – для змазування поршневих і ротаційних компресорів і холодильних агрегатів. Працюють при високій температурі і тиску. Розділяються на 4 групи.

Для турбокомпресорів використовують турбінне масло.

Масла для гидромеханічеських передач – змащують вузли передачі, виконують функції охолоджуючої рідини.

Пластичні (консистентні) змащувальні матеріали – складні колоїдні системи, основу яких складає загусник або наповнювач, а рідку – мінеральне масло.

Консистентні мастила мають широкий асортимент. Універсальні – більше 15 видів, а спеціальні (для конкретних механізмів) – більше 30 видів.

Змащувальні матеріали транспортують і зберігають відповідно до стандартів, як і всі нафтопродукти: окремо від інших матеріалів, дотримуючи вимоги пожаробезопасності. Їх об'єднують під загальною назвою «Паливно-мастильні матеріали» (ГСМ).

 

Контрольні запитання:

1. Нафта і ознаки ії класифікації.

2. Методи переробки нафти.

3. У чому полягає перегонка нафти

4. Дайте характеристику рідкому паливу

5. Назвіть марки бензинів нафтопромисловості України.

6. Дайте характеристику дизельному паливу.

7. Дайте характеристику реактивному паливу.

8. Дайте характеристику ракетному паливу.

9. Вимоги, що пред’являються до моторного палива.

10. Класифікація мастильних масел.

11. Асортимент масел і консистентних мастил