Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







КОНСТРУКЦИИ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОТРАКТОРНОЙ ТЕХНИКИ





ЛЕКЦИЯ

Для самостоятельного изучения материалов в период перехода студентов на дистанционное оьучение

Дисциплина:

Химический состав нефти и его влияние на свойства нефтепродуктов.

Нефть в качестве сырья для производства различных видов топлива и масел обладает рядом неоспоримых преимуществ, прежде всего высокой калорийностью, относительной простотой способов ее добычи, транспортирования и переработки.

Нефть и нефтепродукты в основном состоят из углерода 83-87%, водорода 12...14% и серы 3...4%, остальное – азот и кислород, т.е. основу сложной по химическому составу и структуре жидкости составляют углеводороды: парафиновые, нафтеновые и ароматические.

В обычных условиях углеводороды, содержащие от одного до четырех атомов углерода, являются газами.

В состав бензина и дизельного топлива входят жидкие углеводороды, имеющие от 5 до 15 атомов углерода.

Парафиновые углеводороды (алканы) имеют общую эмпирическую формулу СnН2n+2. Если они содержат от одного до четырех атомов углерода ‑ это газы (метан, этан, пропан, бутан, изобутан), обладающие высокой детонационной стойкостью, т.е. их октановое число (ОЧ), определенное по моторному методу, составляет 100 и выше. При наличии в парафиновых углеводородах от 5 до 15 атомов углерода ‑ это жидкие вещества, а при содержании свыше 15 атомов углерода (С16 ‑ гексадекан) ‑ твердые.

Топлива и смазочные материалы, содержащие большое количество алкановых углеводородов, отличаются высокой стабильностью. В высококачественных автомобильных бензинах желательно присутствие изопарафинов, которые устойчивы к действию кислорода при высоких температурах. Наличие же нормальных парафинов, легко окисляющихся при повышенных температурах, снижает детонационную стойкость бензинов, но в то же время, уменьшая время с момента подачи топлива в двигатель до его воспламенения, способствует более плавному нарастанию давления и, следовательно, улучшению работы двигателя. Поэтому содержание нормальных парафинов предпочтительно в более тяжелых дизельных топливах, хотя в зимних сортах их количество тоже ограничивают.

Смазочные материалы, содержащие парафиновые углеводороды, имеют высокие температуры застывания, поэтому их применение в холодное время также затруднено.

Нафтеновые углеводороды (циклоны) ‑ циклические насыщенные углеводороды с общей формулой СnН2n в нефти содержатся в виде циклопентана С5Н10 и циклогексана С6Н12.

Циклическое строение предопределяет высокую химическую прочность углеводородов этого ряда. Нафтеновые углеводороды выделяют меньше теплоты при сгорании по сравнению с парафиновыми углеводородами и имеют высокую детонационную стойкость, т. е. являются желательными компонентами в топливах для карбюраторных двигателей и зимних сортах дизельных топлив.

Наличие нафтеновых углеводородов в смазочных материалах определяет увеличение их вязкости и улучшение маслянистости.

Ароматические углеводороды (арены) с общей формулой СnН2n-6 содержатся в нефти в виде бензола С6Н6 и его гомологов. Вследствие своей высокой термической устойчивости ароматические углеводороды являются желательными составляющими в топливах для карбюраторных двигателей, которые должны иметь самые высокие октановые числа.

Из-за высокой нагарообразующей способности допустимое содержание аренов в бензинах составляет 40...45 %. В дизельных топливах вследствие термической стабильности аренов их присутствие является нежелательным.

Непредельные углеводороды (олефины) не содержатся в нефти, они образуются в процессе ее переработки. Непредельные соединения являются важнейшим сырьем при получении топлива методом нефтехимического и основного органического синтеза.

Общая формула олефиновых углеводородов СnН2n.

Например, этилен С2Н4 имеет следующую структуру:

 

H
H
H


H
C C

 

 

В условиях эксплуатации низкая химическая стойкость олефинов, содержащихся в нефтепродуктах, играет отрицательную роль, понижая их стабильность. Так, бензины термического крекинга из-за окисления их олефиновой части осмоляются при хранении, загрязняют жиклеры карбюраторов и впускной трубопровод, т.е. наличие олефинов нежелательно в любых нефтепродуктах.

Сернистые соединения. Нефть многих месторождений является сернистой или высокосернистой. Переработка такой нефти требует дополнительных затрат, так как при увеличении содержания серы в бензине с 0,033 до 0,15% мощность двигателя снижается на 10,5%, расход топлива увеличивается на 12%, а число капитальных ремонтов возрастает в два раза. Кроме того, использование сернистых топлив наносит большой вред окружающей среде. Сернистые соединения подразделяются на активные и неактивные. К активным относятся соединения, способные вызвать коррозию металлов при нормальных условиях. Это сероводород Н2S, меркаптаны R — SН (где R ‑ углеводородный радикал) и элементарная сера S. Находясь в растворенном или взвешенном состоянии, эти соединения способны вызвать сильную коррозию металлов при любых температурных условиях.

В соответствии со стандартами присутствие активных сернистых соединений в нефтепродуктах не допускается.

Неактивные сернистые соединения при нормальных условиях не вызывают коррозии металлов, но при полном сгорании топлива в двигателе образуют сернистый и серный ангидриды, дающие в соединении с водой сернистую и серную кислоты.

В малосернистой нефти содержание сернистых соединений колеблется

от 0,1 до 0,5 %, а в сернистой достигает 4%.

Кислородные соединения в нефти представлены кислотами, фенолами, эфирами и другими компонентами. Основная их часть сосредоточена во фракциях нефти, кипящих при высокой температуре, (высококипящих), т.е. начиная с керосиновой.

Простейшие кислородные соединения ‑ это органические кислоты с общей формулой R — СООН, где R ‑ углеводородный радикал. В незначительном количестве они присутствуют в топливах и маслах в виде высококипящих (с температурой кипения выше 2000С) маслянистых жидкостей, вызывающих сильную коррозию некоторых цветных металлов (свинца, цинка и др.), поэтому их количество в топливах и маслах строго ограничено ГОСТами.

Смолисто-асфальтовые соединения ‑ это сложные смеси высокомолекулярных соединений, состоящие из азота, серы, кислорода и некоторых металлов. Содержание этих веществ в нефти может составлять от десятых долей до десятков процентов.

Например, нейтральные смолы, содержащиеся в нефти и имеющие цвет от коричневого до черного, обладают интенсивной красящей способностью, чем и обусловлена соответственно окраска получаемых товарных топлив и масел. Это очень неустойчивые, легко изменяющиеся и плохо испаряющиеся вещества, которые отрицательно влияют на свойства топлив и масел.

Азотистые соединения имеются в нефти в крайне малых количествах и поэтому не оказывают заметного влияния на свойства топлив и смазочных материалов.

 

ЛЕКЦИЯ

Для самостоятельного изучения материалов в период перехода студентов на дистанционное оьучение

Дисциплина:

КОНСТРУКЦИИ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОТРАКТОРНОЙ ТЕХНИКИ

Группа: АТС-317

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Введение в дисциплину эксплуатационные материалы.

2. Химический состав нефти и его влияние на свойства нефтепродуктов.

3. Технология получения топлив и масел из нефти.

4. Требования безопасности и окружающей среды при использовании эксплуатационных материалов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

ЛИТЕРАТУРА

 

Основная:

1. Пузанков А.Г. Автомобили: Конструкция, теория и расчет: учебник для студ. учреж. сред. проф. образования/ / А.Г.Пузанков. – 3-е изд. Перераб. – М.: Издательский центр «Академия», 2012. – 544 с.

2.

Дополнительная:

2. Кириченко, Н. Б. Автомобильные эксплуатационные материалы [Текст] / Н.Б. Кириченко. – М.: Академия, 2012. – 208 с.

3. Кузнецов, А. В. Топливо и смазочные материалы [Текст] / А.В. Кузнецов. – М.: Колос, 2007. – 199 с., ил.

 

Нормативная:

4. ГОСТ В 18241-91. Топливо, масла, смазки и специальные жидкости. Номенклатура и порядок назначения.

5. ГОСТ Р 51105-97. Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированные бензины.

6. ГОСТ 32513-2013 Топлива моторные. Бензин неэтилированный. Технические условия.

7. ГОСТ 2084-77. Автомобильные бензины.

8. ГОСТ 305-2013. Топливо дизельное. Технические условия.

9. ГОСТ 305-82 Топливо дизельное. Технические условия.

10. ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН 590:2009). Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия.

 

ВВЕДЕНИЕ

Нефть и газ являются основным сырьем при производстве автомобильных эксплуатационных материалов.

Нефть ‑ это минеральное жидкое маслянистое горючее вещество, на образование которого в природе требуется сотни миллионов лет.

В развитии отечественной нефтяной промышленности исключительно велика роль Дмитрия Ивановича Менделеева, придававшего особое значение науке о нефти как важному средству неуклонного движения научно-технического прогресса. «Без светоча науки, писал Д.И. Менделеев, и с нефтью будут потемки».

Эффективное использование нефтепродуктов невозможно без ясного представления о процессах изменения и окисления их углеводородов, без арсенала методов и приборов для проведения обширного комплекса исследований. В этом направлении важное значение имеют работы Н.И. Черножукова, С.Э. Крейна, Б.В. Лосикова, Г.В. Виноградова, К.К. Папок, К.С. Рамайя и др.

Хотя надежных способов определения запасов ископаемых видов топлива (нефти, газа и угля) в мире до сих пор нет, по оценкам некоторых ученых постоянный рост их потребления исчерпает разведанные ресурсы в первые десятилетия текущего столетия.

В 60-х годах XX века в Западной Сибири (на севере Тюменской области) и на севере европейской части России были открыты большие залежи нефти и природного газа.

Мировая добыча нефти в 1990 г. составила 3100 млн. тонн, а добыча нефти в России около 300 млн. тонн (при запасах 20 млрд. тонн).

В 2000 г. суточный прирост добычи нефти в России составил 30 тыс. баррелей, и в первую очередь за счет объединения «Сургутнефтегаз». Второе и третье место по приросту добычи нефти занимали в это время соответственно «Тюменская нефтяная компания» и «Славнефть».

В настоящее время в бурении новых скважин лидерами являются компании «Сургутнефтегаз», «Лукойл», «Сиданко», «Тюменская нефтяная компания», «Роснефть» и «Онако». Например, по итогам работы за 2000 г. объем добычи нефти компании «Онако» составил 6,8 млн тонн, а компании «Архангельскгеодобыча» 172 тыс. тонн. Была также начата разработка 36 новых месторождений.

Добыча газа в России в настоящее время производится в объеме 530 млрд. м3 в год. Например, компания «Севергазпром» в 2001 г. произвела 215 тыс. тонн газоконденсата и 120 тыс. тонн сжиженного газа.

За последние 30 лет за рубежом создана и успешно функционирует целая индустрия производства сжиженного природного газа (СПГ), обеспечивающая получение до 100 млрд. м3 продукта в год.

Производство СПГ определяется ростом значения использования природного газа в мировой энергетике, обусловленного его низкой ценой и экологическими показателями. В настоящее время в России усиленно развивается промышленное производство СПГ, работы в данном направлении ведутся более 30 лет.

 

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Введение в дисциплину эксплуатационные материалы.

Автомобильный транспорт является основным потребителем (свыше 65%) наиболее дефицитных и ценных светлых нефтепродуктов, получаемых на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ), а двигатели внутреннего сгорания (ДВС) бензиновые и дизельные остаются наиболее массовыми силовыми установками автомобилей.

В нашей стране легковые автомобили с дизельными двигателями составляют только 15 % от общей численности парка и только 80% грузовых автомобилей имеют дизельные двигатели, а, например, во Франции дизельные двигатели имеют 30 % автомобилей грузоподъемностью 4...12 тонн и 98 % автомобилей с грузоподъемностью свыше 12 тонн.

Экономное расходование энергетических ресурсов одна из важнейших задач народного хозяйства.

Проблема экономии ТСМ на автомобильном транспорте, потребляющем значительную часть производимого в стране жидкого топлива, является наиболее острой. Поэтому, наряду с увеличением выпуска дизельных автомобилей, проведением работ по совершенствованию технического уровня выпускаемых бензиновых двигателей и созданию новых более экономичных двигателей, важнейшими задачами становятся замена дефицитных видов топлива на более дешевые, перевод автомобилей на газовое топливо, повышение качества ТСМ и их экономия за счет рационального применения в процессе эксплуатации автомобилей.

Потребность в научной обоснованности применения ТСМ привела к появлению новой прикладной отрасли науки, получившей название «химмотология», впервые предложенное в 1964 г. К. К. Папок.

Химмотология ‑ это направление науки и техники, занимающееся изучением эксплуатационных свойств и качеств топлив, масел, смазок и специальных жидкостей, а также теорией и практикой их рационального применения в технике.

Одним из ведущих ученых, развивающих эту молодую науку в настоящее время, является профессор А.А. Гуреев.

Химмотологию сегодня рассматривают как составную часть единой взаимосвязанной четырехзвенной системы: конструирование и изготовление техники разработка и производство ТСМ эксплуатация техники химмотология. С учетом условий применения ТСМ на автомобильном транспорте эта система имеет вид: двигатель топливо смазочные материалы эксплуатация (рисунок 1).

Рисунок 1 ‑ Схема единой четырехзвенной системы

 

Важные проблемы, решаемые химмотологией:

- обеспечение высокой боеготовности и надежности автомобильной техники в результате правильного применения топлива и смазочных материалов в автомобильной технике;

- унификация ТСМ, которая строится на основе систематизации, классификации и индексации;

- экономное расходование ТСМ;

- защита окружающей среды от воздействия ТСМ и отработавших газов двигателя.

Важнейшими задачами на современном этапе развития химмотологии являются следующие:

- обоснование оптимальных требовании к качеству ТСМ;

- усовершенствование технических характеристик двигателей и машин, повышающих надежность, долговечность и экономичность их работы при условии использования ТСМ, удовлетворяющих установленным оптимальным требованиям;

- создание новых сортов ТСМ и разработка основ их унификации;

- выявление оптимальных условий, обеспечивающих снижение потерь и сохранение качества ТСМ при хранении, транспортировании, заправке и применении.

Эффективность и надежность эксплуатации различных автомобилей зависит не только от их конструктивных и технологических особенностей, но и в значительной степени от того, насколько удачно подобраны к ним топливо, смазочные материалы и технические жидкости.







ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.