Влияние химического состава бензинов на их детонационную стойкость. Пути повышения детонационной стойкости бензинов.
Детонационная стойкость автомобильных бензинов, а соответственно и их октановое число сильно зависит от их химического состава. Наиболее детонационно стойкими являются ароматические улеводороды, затем следуют изопарафиновые углеводороды, далее алкены и нафтены или циклоалканы и наименее детонационно стойкими являются алканы нормального строения.
Бензины, полученные путем каталитического крекинга, имеют более высокую детонационную стойкость по сравнению с бензинами, полученными термическими процессами. Повышение детонационной стойкости в этом случае происходит, главным образом, за счет увеличения содержания в бензинах ароматических и парафиновых углеводородов
Для управления детонационной стойкостью, для ее повышения, ограничивают конец кипения товарного автомобильного бензина, одновременно предотвращая нагарообразование.
Повышать детонационную стойкость топлив можно несколькими
способами. Первый способ – использование бензинов каталитического
крекинга и риформинга.
2 способ повышения О Ч заключается в добавлении в базовые бензины высокооктановых компонентов, так их, как изооктан, алкилбензин к оторые обладают ОЧ по ММ 1 00 е д. Т ак их компонентов добавляют в базовый бензин д о 40 %, з начительно повышая
е го детонационную стйкость.
Третьим способом повышения детонационной стойкости топлив является
добавление к ним антидетонаторов, т. е. химических соединений, которые при очень
незначительной их концентрации в топливе (десятые долиграмма на 1 кг топлива)
существенно увеличивают его детонационную стойкость.
Наиболее простой способ – это добавление в бензин антидетонаторов
в небольшом количестве для повышения детонационной стойкости. Действие
антидетонационной присадки основано на замедлении процесса образования
гидроперекисей и перекисей и их расщепления.
Влияние фракционного состава бензинов на их детонационную стойкость. О распределении уровня октанового числа по фракциям бензинов различных технологических процессов. Коэффициент распределения октанового числа (Кр).
Одним из требований, предъявляемых к автомобильным бензинам является их фракционный состав. Согласно ГОСТ 20.84 - 77 регламентируются следующие контрольные точки выкипания бензинов. Фракционный состав бензина влияет на пуск и длительность прогрева двигателя после пуска, приемистость двигателя и динамичность автомобиля в целом, полнота сгорания горючего и другие эксплуатационные показатели
1. Начало перегонки, согласно данному ГОСТ должно быть не ниже 35 градусов. В настоящее время по новым стандартам не ниже 30 градусов Цельсия.
Начало кипени автомобильных бензинов характеризует легкость его испарения и регламентирована с точки зрения недопущения образования паровых пробок в топливоподводящей систем двигателя в нагретом его состоянии.
2. Вторым значением, характеризующим состав, является 10% точка выкипания бензина. Температура для летнего не выше 70%, для зимнего не выше 55%.
10% точка выкипания бензина характеризует его пусковые свойства, для летнего потяжелее, для зимнего потяжелее. Начало кипения и 10% точка отвечает за пусковые свойства.
3. Точка характерезующая фракицонный состав бензина является 50% точка выкипания, и согласно данному ГОСТ для летнего вида – не выше 115, а для зимнего не выше 100. Эта точка выкипания бензина характеризует испаряемость среднекипящих фракций бензина, что обеспечивает при его хорошей испаряемости легкий переход работы двигателя с одного режима на другой, иначе говоря, хорошая приемистость двигателя.
4. 90% точка выкипания и конец кипения характеризует полноту испарения топлива, которая должна быть полной, 100% и склонность его к нагарообразованию, что влияет кА на надежность двигателя и на его качество.
Коэффициент распределения октанового числа.
Октановое число автомобильных бензинов зависит не только от химического но и от фракционного состава. Известно, что чем выше температура кипения фракции, те она легче окисляется, особенно при повышенных температурах, а следовательно она более склонна к образованию перекисных соединений, вызывающих детонацию в двигателе, и наоборот чем лече фракция в составе бензина, тем она более устойчива к процессу окисления и следовательно против детонации.
Рассмотрим график изменения детонационной стойкости или октанового числа бензинов различных технологических процессов.
Кривая
1
соответствует прямогонной бензиновой
фракции, т е фракции, полученной в
процессе первичной перегонки нефти на
установках АТ, АВТ, АВТМ. Видно резкое
влияние фракционного состава на
детонационную стойкость прямогонных
бензинов, т е с повышением температуры
кипения, резко снижается октановое
число.
Кривая 2 соответствует бензиновой фракции термических процессов, полученных в процессе термического крекинга. Незначительное снижение октанового числа при изменении состава, что говорит об относительно равномерном распределении различных углеводородов по фракциям.
Кривая 3 характеризует распределение октанового числа по фракциям в термо-каталитическом крекинге, что также подчеркивает наиболее равномерное распределение углеводородов по фракциям, чем в химических процессах
Кривая 4 характеризует изменение октанового числа по фракциям бензино-каталитического жесткого режима, явно виден провал. С дальнейшим повышением выше исходного значения. Говорит о неравномерном распределении ароматических углеводородов по фракциям бензина каталитического реформинга жесткого режима. Учитывая то, что бензиновые фракции каталитического реформинга, также как и каталитического крекинга, являются базовым при получении товарных автомобильных и авиационных бензинов. Для исправления такого существенного недостатка бензино-каталитического реформинга, в смесь вводят высокооктановую добавку в виде эфиров МТБЭ, который имеет октановое число порядка 117, а температуру кипения среднюю 55 градусов. Вводят от 7 до 12%.
Таким образом при получении товарных автомобильных и авиационных бензинов, необходимо учитывать распределение октанового числа по фракциям бензина. С этой целью введено понятие коэффициент распределения октанового числа, который определяется
Кр=
желательно что бы число приближалось
к единице