3. Повышение октанового числа. Свойства бензинов

ОЧ бензинов повышают добавлением до 40% высокооктановых компонентов, синтезированных из газообразных углеводородов или небольшого количества специальных присадок – антидетонаторов.

К высокооктановым компонентам относятся бензол, этиловый спирт, продукты каталитического крекинга, риформинга и гидрогенизации. Их использование повышает стоимость бензина, а ОЧ повышается незначительно.

Наиболее эффективными и дешевыми антидетонаторами являются органические соединения свинца — тетраметилсвинец (ТМС) и тетраэтилсвинец (Pb(C₂H₅)₄ (ТЭС). Введение ТЭС в количестве 0,3% повышает ОЧ бензина на 15…20 единиц, что в 600 раз больше, чем при добавлении такого же количества высокооктанового углеводорода бензола. Это тяжелая (плотность 1652 кг/м³), маслянистая, бесцветная, очень ядовитая жидкость. Легко растворяется в бензине. Но от их использования в развитых странах отказались еще в середине 90-х с введением норм Euro 2.

Были разработаны другие, менее токсичные антидетонаторы, например, трикарбонил (232-циклопентадиенил) марганец Mn(CO)₃(C₅H₅), димер карбонил (232-циклопентадиенил) никеля [Ni(CO)(C₅H₅)]₂, ферроцен Fe(C₅H₅)₂, монометиланилин (ММА). К сожалению, эти антидетонаторы образуют твердый нагар на стенках цилиндров в значительно бо́льших количествах, чем тетраэтилсвинец.

В качестве антидетонатора применяется также ароматический компонент КМТА, вырабатываемый из угля, сланцев и других источников.

В настоящее время в качестве антидетонатора широко применяется метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) (СН₃)₃СОСН₃ (до 11% от общего объема).

Одним из средств повышения ОЧ топлива является добавление до 2% ароматических аминов (например, экстралина).

Коррозионные свойства. Входящие в состав бензина углеводороды не вызывают коррозии деталей двигателя, тары, средств его перекачки и транспортировки. Коррозия вызывается содержанием в бензине водорастворимых кислот и щелочей, серы и сернистых соединений, органических кислот и воды.

Сера и сернистые соединения могут быть в активном и неактивном виде. Неактивные сернистые соединения не корродируют металл, но при сгорании образуют коррозионно-агрессивные оксиды серы SО₂ и SО₃, которые, в свою очередь, растворяясь в воде, получаемой в результате конденсации водных паров, образуют серную и сернистую кислоты. Эти кислоты и вызывают коррозию цилиндропоршневой группы деталей двигателя. Если водяные пары не конденсируются, происходит высокотемпературная сухая газовая химическая коррозия.

В-виду сильного коррозионного действия на металлы (кислот - на черные металлы, а щелочей - на алюминий) наличие их в топливе не допускается.

Качественной пробой на присутствие в бензине активных сернистых соединений служит его воздействие на медную пластину в течение трех часов при повышенной (50^оС) температуре. Если при этом пластина покрывается черными, тёмно-коричневыми или серо-стальными пятнами, бензин считается не выдержавшим испытание.

Склонность бензина к образованию отложений вызывается наличием в нем смолистых веществ и зависит от его химической стабильности. Непредельные углеводороды под воздействием кислорода воздуха способны окисляться с образованием органических кислот и нейтральных высокомолекулярных соединений - смол. Различают смолы фактические (уже имеющиеся в топливе) и смолы потенциальные, то есть вещества, способные образовывать смолы в процессе его длительного хранения.

Осаждаясь на стенках топливопроводов, фильтрах, жиклерах карбюратора, впускном трубопроводе, мягкие отложения смол приводят к перебоям в подаче топлива и снижению мощности и экономичности двигателя. На стержнях выпускных клапанов вследствие более высокой температуры образуются настолько плотные отложения, что мешают клапану закрываться, и нормальная работа двигателя нарушается. На деталях камеры сгорания образуется нагар. Его наличие резко ухудшает отвод тепла и может привести к появлению детонации и тепловым повреждениям деталей.

Контрольные вопросы:

1. Какими способами можно повысить октановое число бензина?

2. Какое влияние оказывают содержащиеся в бензине вещества на детали двигателя?

3. Как определить наличие в бензине активных сернистых соединений?

4. По какой причине нежелательно длительное хранение автомобиля с заправленной бензином системой питания?