2.6. Економія бензинів та добавки до них

З метою економії нафтового палива, підвищення октанового числа, покращання пускових якостей до бензинів можна додавати різні нетрадиційні добавки: спирти (метанол, етанол, бутанол, ізо-пропанол та ін.), ефіри (метилтретиннобутиловий - МТБЕ, метил-третиннопентиловий - МТПЕ), вуглеводневе газове паливо, водень та інші добавки, які відомі понад 100 років. Використання добавок дає можливість одержувати високооктанове паливо без вживання токсичних антидетонаторів. На практиці різні добавки можна засто­совувати, знаючи їх властивості. Кількість компонентів, які слід добавити, приблизно можна підра­хувати за "правилом хреста", але октанові числа суміші для точного визначення досліджують на стандартних установках. Кожний ком­понент, що додається до бензину, має свою змішувальну характе­ристику, яка залежить від ряду факторів, тому дослідження на уста­новках є обов'язковими.

Деякі індивідуальні сполуки мають октанові числа 100 і вище: ацетон і толуол - 100/М, бензол - 108/М, триптан - 104/М (табл. 27). Незважаючи на високі антидетонаційні властивості окремих сполук, використовувати їх у чистому вигляді неможливо, тому що не забез­печуються інші експлуатаційні вимоги: випаровування, теплота зго­ряння паливо-повітряної суміші, температура застигання та ін. При виборі високооктанових компонентів слід враховувати температу­ру повітря, розчинність у воді та нафтопродукті, гігроскопічність, на-гароутворення, корозійність та деякі інші властивості. Ізопентан, наприклад, не придатний до використання влітку, тому що має низьку температуру кипіння; бензол - взимку, тому що має високу темпе­ратуру застигання. Добавка ароматичних вуглеводнів (бензолу, то­луолу, триптану, нафталіну та ін.) пов'язана з підвищеним нагароутво-ренням, виникненням розжарювального запалювання, збільшенням токсичності відпрацьованих газів. На нафтозаводах у процесі при­готування товарних бензинів додають ароматичні вуглеводні в до­пустимій кількості. Ароматичні вуглеводні мають високу токсичність, особливо бензол.

Не можна до бензинів додавати ацетон, незважаючи на високе октанове число і його розчинність у бензині. Внаслідок високої роз­чинності води в ацетоно-бензинових сумішах останні можуть спри­чинити обледеніння карбюратора, розшарування суміші. Ацетон токсичний, має високі корозійні властивості.

Введення надлишку компонентів чи добавок до бензину може зашкодити двигуну і довкіллю.

Треба дуже ретельно аналізувати деякі рекомендації щодо різних добавок та компонентів до палив, різних пристроїв, які з'являються в періодичній літературі, таких, як добавки насрталіну, магнітна оброб­ка, використання "конусів" тощо. Як правило, такі пропозиції мають інші негативні впливи або не дають ніякого позитивного наслідку.

Допустимий вміст води збільшується з підвищенням концент­рації етанолу; він збільшується в присутності ароматичних вугле­воднів, вищих спиртів. При додаванні 10% бензолу чи толуолу до суміші, що містить 10% етанолу, критична температура розшаруван­ня знижується на 8-11 °С. Більше 70 років тому була розроблена паливна суміш, яка складалася з бензину, етилового спирту та бен­золу Слід зазначити, що бензол кристалізується при температурі +5,5 °С (при відповідній концентрації) і, крім того, він дефіцитний і високотоксичний. Тому була запропонована заміна бензолу толуо­лом чи сумішшю ароматичних вуглеводнів.

У таблиці ЗО наведена ефективність підвищення октанового числа бензину при додаванні ароматичних вуглеводнів та етанолу. Спирт майже вдвічі ефективніший порівняно з ароматичними вуг­леводнями.

З метою поліпшення антидетонаційних властивостей бензинів та економії нафтового палива як добавки до бензинів можна вико­ристовувати одноатомні спирти (метанол, етанол), вторинні та тре­тинні спирти, ефіри. Із вторинних та третинних спиртів як високоок-танові компоненти можуть використовуватися ВБС і ТБС (вторин­ний і третинний бутиловий спирт відповідно), суміш спирту з ефіром (МТБЕ). Використання спиртів як самостійного палива і як добавок відо­ме давно. При добавках спиртів до бензину у двигунах утворюється менше нагару порівняно з нагароутворенням при використанні бен­зинів без спирту, у відпрацьованих газах менше токсичних речовин. Спирти мають високу теплоту випаровування, що дозволяє знизити температуру горючої суміші в такті впуску, що у свою чергу дає мож­ливість використовувати палива з меншим октановим числом.

Бензин і "безводний" (абсолютний) етиловий спирт взаємороз-чинні у будь-яких співвідношеннях і температурах. На практиці іноді використовується не абсолютний спирт, а азеотропна суміш, яка містить 96% спирту і 4% води або 95% спирту і 5% води. Остання суміш не розчиняється в бензині при температурах нижче 49 °С, якщо ЇЇ додати до бензину в кількості більше 10%, а при температу­рах нижче 38 °С - в кількості більше 20%, відбувається розшарування бензино-спиртових сумішей. При температурі 20 °С розшарування сумішей відбувається при вмісті води у спирті:

Вміст спирту в суміші, % Мінімально допустимий вміст

води, % на суміш З 0,02 10 0,30 25 1,12 50 1,42

Контрольні запитання

1. Що являє собою товарний бензин?

2. Які показники якості бензину впливають на пуск двигуна та які є методи полегшення його пуску?

3. Як впливає фракційний склад бензину на роботу двигуна, вит­рати ПММ, оточуюче середовище?

4. Які фактори і як саме впливають на процес згоряння бензину?

5. Що називається октановим числом і який його вплив на роботу двигуна?

6. Які можливості підвищення октанового числа бензину та його економи?

7. Які причини виникнення розжарювального запалювання та на­слідки його дїі?

8. Від чого залежить корозійність бензину?

9. Що таке хімічна стабільність та який її вплив на роботу двигу- на, витрати ПММ?