Загальні властивості й вимоги до якості палив

Властивості палива повинні відповідати їх призначенню, бути екологічно безпечними та забезпечувати вимогам щодо енергозбереження, які вказуються у відповідних нормативних документах. Метою випробувань (стендових, полігонних, лабораторних, сертифікаційних, ін.) є визначення комплексного показника якості, який складається зі здатності до прокачування, утворення нагару, температурних (спалаху, випаровування, горючість), захисних та санітарно-епідеміологічних властивостей (токсичність) тощо.

Основні властивості палив повинні відповідати вимогам щодо температурних, експлуатаційних та економічних показників, хімічного (фракційного) складу, безпеки використання, екологічності.

Експлуатаційні властивості характеризують об’єктивні властивості палив різного призначення, що проявляються під час виробництва, зберігання, транспортування та експлуатації. Ці властивості формуються з показників призначення, екологічності та здатності до зберігання.

Практично всі вимоги, встановлені до палив, важливі в екологічному відношенні, тому що забезпечують нормальне протікання процесу згоряння, завдяки якому досягається мінімальна емісія шкідливих речовин й витрата палива. Важливого значення мають показники палив, що характеризують ступінь небезпечного впливу на обслуговуючий персонал. Відхилення від оптимальних значень приводять до збільшення емісії шкідливих речовин і загальних витрат палива.

 

БЕНЗИНИ

Бензини поділяють за призначенням – для автомобілів (карбюраторні, інжекторні двигуни) та авіаційного транспорту.Основними експлуатаційно-технічними властивостями автомобільних бензинів є детонаційна стійкість, карбюраційні та антикорозійні властивості, хімічна та фізична стабільність, а також ступінь забруднення (вміст сторонніх домішок).Випаровуваність бензинів визначається фракційним складом й тиском насиченої пари. З фракційним складом бензинів пов’язані експлуатаційні характеристики двигунів, зокрема, температурним режимом й пуском, схильністю до утворення парових пробок у паливній системі, витратами пального тощо. Детонаційна стійкість — здатність бензину до згоряння в двигуні з номінальною швидкістю без вибухів. Згоряння бензину, що супроводжується детонацією, викликає передчасний знос і руйнування деталей двигуна. Октанове число дорівнює вмісту (об. %) ізооктану в його суміші з н-гептаном, яка за детонаційною стійкістю еквівалентна паливу, випробуваному в одноциліндровому двигуні зі змінним ступенем стиску в стандартних умовах на збідненій робочій суміші. У випадку застосування бензину з октановим числом, нижче необхідного для даного двигуна, виникає детонація. Карбюраційні властивості бензину характеризуються здатністю забезпечувати легкий пуск і швидке прогрівання холодного двигуна, а також повнотою випарування та згоряння палива. Фракційний склад палива, яке застосовують в карбюраторних двигунах, повинен відповідати кліматичним умовам, в яких експлуатується автомобіль, і конструктивним особливостям двигуна. Корозія від контакту з бензином виникає внаслідок електрохімічних процесів, які мають місце при контакті бензину зі сталевими, мідними, латунними та іншими деталями паливної системи автомобілів та матеріалами, з яких виготовлені трубопроводи та бензосховища (цистерни, резервуари, тощо). Хімічна стабільність бензину — це здатність опору до утворення смол та окислення впродовж певного (індукційного) періоду при температурі 100° С. Фізична стабільність бензинів характеризується відсутністю легких фракцій, що випаровуються з бензину під час його збереження та транспортування. Забруднення бензину зумовлене попаданням до його складу різних механічних домішок чи води під час збереження та транспортування. Наявність цих домішок впливає на працездатність паливної системи, засмічує її, внаслідок чого вона виходить з ладу, а узимку може спричинити її замерзання.

 

Асортимент і хімічний склад автомобільних бензинів

У марці бензину цифрами вказують мінімальне октанове число визначене за моторним методом, літерою А – бензин автомобільний; літерами АІ (АИ) – бензин автомобільний, в якому октанове число визначене дослідним методом.Бензини марок А-66, А-72, А-76, АИ-93 виробляють зимовими й літніми. Бензини марок АИ-95, АИ-98 універсальні; їх можна застосовувати як узимку, так і влітку.Автомобільні бензини товарних марок – суміш компонентів, які отримують в процесі переробки нафтопродуктів. Енергетичний ресурс бензинів підвищують за рахунок розширення фракційного складу компонентів. Застосування певної марки бензину визначається виробником автомобілів залежно від конструктивних особливостей двигунів.

Авіаційні бензини.

Авіаційні бензини призначені для використання в поршневих авіаційних двигунах. До них, порівняно з автомобільними, висувають більш жорсткі вимоги, що зумовлено конструктивними особливостями авіаційних двигунів та умовами їх роботи. Для виробництва бензинів використовують окремі високоякісні фракції первинної і вторинної (каталітичного риформінгу, алкілування, ароматизації, ізомеризації ін.) переробки нафти.Основні марки авіаційних бензинів є етиловані – вони містять 2–3,2 г/кг бензину тетраетілсвинцю (ТЕС). Поряд з цим існують також малоети­ловані (менше 1г/ кг) і неетиловані бензини. Сортність (ґатунок) палива – показник детонаційної стійкості на багатій суміші, який визначають на одноциліндровому двигуні у стандартних умовах на режимі початкової детонації порівняно з еталонним паливом за середнім індикаторним тиском (потужністю).Авіаційні бензини забарвлюють зеленим {Б-91/115, Б-92), жовтим (95/130) або блакитним (Б-100/130) кольором. Бензини за ASTM D 910 також забарвлюють червоним (80), зе­леним (100) і жовтим (100LL) кольором. Не етилований бензин Б-70 не забарвлюють, його основне призначення – розчинник.

 

РЕАКТИВНІ ПАЛИВА

Реактивні палива призначені для використання у повітряно-реактивних (ВРД) і турбореактивних (ТРД) авіаційних двигунах. Їх отримують з середньодистилятних фракцій нафти. Залежно від вихідної якості нафти використовують прямі фракції або їх суміші з компонентами, що пройшли гідрування (гідроочищення, гідрокрекінг тощо). Для підвищення якості палив до їх складу вводять присадки (антиокислювальні, протизношувальні, антистатичні, противодокристалізаційні ін.).

ДИЗЕЛЬНЕ ПАЛИВО

Дизельне паливо призначено для швидкісних дизелів, газотурбінних двигунів наземного і водного транспорту, а також двигунів, що працюють стаціонарно.Комплекс експлуатаційних вимог до дизельного палива забезпечується шляхом підбору його оптимального фракційного та вуглеводневого складу. Проте мож­ливості використання прямих фракцій обмежені високим вмістом сірки (до 1,0%), тому для виробництва товарних марок, які відповідають сучасним вимогам, застосовують гідроочищені фракції або їх суміш з прямими фракціями. Здатність дизельних палив до самозаймання характеризується цетановим числом. Цетанове число – умовний показник, рівний об'ємній концентрації цетану в еталонній суміші цетану і a-метилнафталіну, займистість якої відповідає займистості випробуваного палива у період затримки запалення, що складає 13°. Пожежонебезпека палив визначається рядом показників, з яких найбільш часто застосовують температуру спалаху – мінімальну температуру, при якій пари нафтопродукту спалахують від відкритого полум'я. Крім температури спалаху, для палив визначають температуру запалення і температуру самозапалювання. Асортимент присадок до палива нараховує більше 20 основних типів, а кількість композицій, використовуваних на практиці, складає сотні. Більшість з них призначено для поліпшення процесів горіння палива і тим самим сприяє зниженню токсичності продуктів згоряння. Типовий асортимент присадок, які так чи інакше поліпшують екологічні характеристики палив. Антиоксиданти, антидетонатори і промотори запалювання вводять у склад палива на нафтопереробних заводах для забезпечення нормованих показників якості продукції. Присадки не повинні погіршувати фізико-хімічні й експлуатаційні властивості палив. Але при цьому допустимі відхилення від нормативних показників, що непрямо характеризують якість нафтопродукту. Умовне позначення дизельного палива згідно з ГОСТ 305-82складається з:літери Л (літнє), масової частки сірки і температури спалаху;літери 3 (зимове), масової частки сі­рки і температури загуснення;літери А (арктичне), масової частки сірки.

 

КОТЕЛЬНЕ ПАЛИВО

Котельне паливо (мазут) призначені для використання в мобільному, стаціонарному котельному і технологічному устаткуванні. Його отримують з продуктів первинного і вторинного процесів переробки нафти. Деякі марки палив містять депресорні присадки.Класифікують мазут за:в’язкістю (легкі, середні та важкі); вуглеводневим складом (з низьким вмістом парафіну та з вмістом парафіну); зольністю (малозольні та зольні); вмістом сірки мазут (з низьким вмістом (≤0,5%), з малим вмістом (0,5-1,0%), сірчані (1-2%) і з ви­соким вмістом (2-3,5%).

ГАЗОТУРБІННЕ ПАЛИВО

Газотурбінне паливо призначено для використання в стаціонарних паротурбінних і парогазових енергетичних установках, а також суднових газотурбінних установках.Їх виробляють з продуктів первинного і вторин­ного процесів переробки нафти. В паливах цього типа строго регламентовано вміст ванадію, який спричинює корозію лопаток турбін.

 

ПІЧНЕ ПАЛИВО

Цей вид палива призначено для побутових потреб населення і застосування в опалювальних установках невеликої потужності, які розміщують зазвичай в жи­тлових приміщеннях, на підприємствах сільського господарства в теплогенераторах середньої потужності, ін.Пічне паливо отримують з продуктів первинного і вторинного (термічний і каталітичний крекінг, коксування) процесів переробки нафти.