ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Успешное выполнение /ыбораторных работ зависит от предварительной полготовки студентов к .занятиям, строгого соблюдения методики проведения работ, соблюдения правил техники безопасности и противопожарных мер.

Рабочее место, приборы и оборудование должны быть чистыми, правильно собраны и подогнаны Для испытаний используется определенное количество материалов, что влияет на точность испытаний.

Продукт перед отбором пробы тщательно перемешивают и взбалтывают. ГЪсле испытаний оставшийся продукт сливают в отстойник (при испытаниях плотности продукта его сливают обратно в склянку с образцом).

1^:>аботы по испытанию различных материалов должны проводиться в точном соответствии с методическими указаниями. К работе допускаются студенты только после ознакомления с правилами техники безопасности и отметки в журнале.

Лабораторные работы проводятся в специальной лаборатории «Эксплутационных материалов».

Лабораторная работ Ntl

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОРТА КАЧЕСТВА 1.НПИИЛ

Цель работы. ознжомип. студентов с ниоортиментом карбюраторного топлива, научиться различал» ах> «.орт простейшими способами с помощью jaSoparopHoro приборе -ицн-дсинп, его фракционный состав, делать аютветствутсщие выводы

Приборы и материалы

1. Набор карбюраторного топлива 2 Г^обирки химические 3. Часовое стеюю 4.1 клетки по 10 мл, 1мл

1. Цзиборы для определения фракционного состава

2. Электронагреватель

3. Секундомер

4. Штатив

Пояснения к работе

Основные способы получения автомобильного гпотиви из нефти

Автомобильное топливо получают из нефти прямой перегонкой (первичный процесс) и деструктивными методами (вторичные процессы) ее переработки. Прямая перегонка всегда предшествует деструктивным методам переработки.

Г£и деструктивных (химических) способах происходит изменение структуры и химического состава углеводородов, образующих нефть, а при прямой перегонке (физическом способе) нефть лишь разделяется на фракции (с определенными температурами кипения) без протекания химических реакций.

Г^ямая перегонка нефти осуществляется в установке, представляющей собой комплекс «южных устройств (рис. 1), основными элементами которых являются трубчатая печь и ректификационная колонна

В результате нагрева нефти до 330 - 350°С образуется смесь торов нефти и неиспаривгаегося жидкого остатка, которая натравляется в ректификационную колонну. В ректификационной колонне происходит разделение нефтяных паров на фракции, составляющие тот или иной нефтепродукт, причем можно отобрать в одну группу фракции, у которых температура кипения отличается всего лишь на 5-8°С

Тяжелые фракщш нефти, поступая в колонну в жидкой фазе, уже в пижмой ой чисти отдаляются от паров и отводятся vtj нее ь виде мазута, а пары конденсируются на тарелках колонны Чем ниже температура кипения фракций, тем выше в колонне они конденсируются

Рис. 1.1. Схема нефтеперегонной установки 1- печь; 2 - испарительная колонна, 3 - ректификационная колонна, 4 - дополнительная ксиюшв; 5,8 - насос; 6 - теплообменник, 7 - водоразделитель, 9 - холодильник

I £ямая перегонка нефти позволяет получить лишь 10—25% бензина, т. е. столько, сколько составляют ее фракции, выкипающие в пределах от 35 до 205° С. Поэтому для того, чтобы обеспечить, например, работу одного lpyjoBoio автомобиля на нрямогонном бензине в течение года, нужно переработать около 75—100 тыс. л нефти. Для увеличения выхода бензина и других светлых нефтепродуктов применяют деструктивные (химические) методы переработки нефти, при помощи которых можно также улучшить кянество нефтепродуктов, в частности детонационную стойкость бензина

Крекинг является основным методом деструктивной переработки нефти Цэи крекинге происходит расщепление высокомолекулярных углеводородов и превращение их в ни'жомолезкулярпьк леисокипяшие углеводороды, из которых состоят бензин и другие светлые нефтепродукты.

Краали может происходить: под действием повышенных температур (470-540°С) и давления (2-7 МПа) - термический крекинг; под дагствием температуры 450—500° С и незначительного давления (0,06- 0,14 МПа), но в присутствии катализатора - каталитический крекинг В обоих случаях пары сырья на!гравлякпся и рскти^лжициопцую колонну для разделения на фракции, как и при прямой пс| -о < >ш.< I |рп нрмическом крекиние 0101 поступают из нагревятепшой печи, пройди иомритеш,, а при каталитическом - ещё и реактор.

Г|юект первой в мире промышленной установки дин к|н:кинт нефти был разработан в 1891 г. русским инженером В Г. Паховым

Легко расщепляются молекулы нефти, содержащие серу и кислород ГЬ этой причине в бензинах термического крекинш ниходится нежелательные сернистые и кислородные соединения У бензинов, получаемых термическим крекингом, недостаточно высокое октановое число (не более 66—74) - основной показатель качества бензина и большое содержание непредельных углеводородов (до 30- 40%). Из-за непредельных углеводородов бензин термического крекинга обладает плохой стабильностью и при хранении интенсивно окисляется и осмоляется. Поэтому на современных нефтеперегонных заводах термический крекинг не применяют. Каталитический крекинг является основным деструктивным методом получения бензинов.

Алктмосиликатный катализатор, направляя процесс в нужную сторону, способствует образованию изомерных предельных углеводородов (шрафинов, ароматических), а также превращению части образовавшихся непредельных углеводородов в предельные.

Карбюрационмыг свойства бе/вина, алиянпцие на безотказную работу двигателя

Фракционный состав, давление насыщенных паров, а также аугержание механических примесей и воды в бензине определяют способность данного бензина образовывать однородную бекзо-воздушную смесь нужного состава при различных условиях работы двигателя, в том числе при низких и высоких температурах, минимальной и максимальной частоте вращения коленчатого ваги, при прикрытом и полностью открытом дросселе; т. е. определяют карбюрационные качества бензина, от которых зависит безотказность работы двигателя

Фракционный состав устанавливает зависимость между количеством топлива (в процентах по объему) и температурой, при которой оно перегоняется. Фракционный состав позволяет судить о полноте испарения бензина в процессе карбюрации. От испаряемости бензина зависит качество бензо-воздушной смеси, её однородность и состав.

Для характеристики фракционного состава в стандарте указывается температура, при которой перегоняется 10, 50, 90% бензина, а также температура конпа и начала его перегонки. Кроме того, ограничивается количество бензина, которое не перегоняется (остаток в колбе) и которое улетучивается в процессе перегонки.

IЬ температуре пера инки 10%-го 6а пина (I- 10"С) судят о наличии в нем головных (пусковых) фракций, от которых зависит легкость пуска хотюдного двигателя. Чем ниже эта температура, та< легче и быстрее можно пустить холодный двигатель, так как большое количество бензина будет попадать в цилиндры в паровой фазе.

ГЬсле пуска двигателя интенсивность сто прогрева, устойчивость работы на малой частоте вращения коленчатого вала и приемистость (интенсивность разгона автомобиля при полностью открытом дросселе) зависят, пивным образом, от температуры перегонки 50% баггпна (Г^- 50°С). Чем ниже эта температура, тем легче иагарякяся средние фракции бензина, обеспечивая поступление в непроцэетый ещё двигатель горючей смеси необходимого состава, устойчивую работу на малой частоте вращения коленчатого вала двигателя и хорошую приемистость Цэи температуре нераюнки 90% (1= 90°С) и температуре конца перегонки (кипения) судят о наличии в бензине тяжелых трудно испаряемых (хвостовых) фракпцй, об интенсивности и полноте сгорания рабочей смеси, о мощности, развиваемой двигателем, и количестве расходуемого топлива, об износах двигателя.

,4нтидетонационные свойства бензина

Детонационная стойкость бензина оценивается октановым числом, указанным в стандартах и технических условиях в числе важнейших физико-химических свойств баоина Показатель октанового числа входит в маркировку батона

Октановое число (ОЧ) баемна равно процентному (по объему) содержанию изоокгана в такой смеси с нормальным гептаном, которая равноценна по детонационной стойкости испьпуемому бензину Чем выше октановое число, тем боже стоек бензин против детонации и тем лучшими ■жеппуатш щонными качествами он обладает.

Октановое число определяют по моторному методу (ОЧ/м) и исследовательскому (ОЧИ) на установке У ИТ— -65.

Чем выше октановое число, тем более стоос бензин к детонации

Марки бензина

Существуют следующие марки бензина А-76, А-УЗ, А-95 «экстра», А-98. Они выпускаются по ГОСТ 2084-77.

При этим данный бензин может бьпъ этилированным и неэтилированным, т. е. со знаком качества Бензин со знаком качества выпускают только неэтилированным. Он отличается маты ним содержанием в нем нежелательных примесей. Так, у этого бензина содержание серы ашжено в 5-10 раз, фактических смол в 1,3—3,5 раза, кислошосп, понижена в 3—3,7 раза Увеличен индукционный период бензина со знаком качества, что указывает на попыиичш. его химической стабильности.

Бензин марок А-76 со Знаком качества и АК-'Ж нмнуосют только летнего вида, а осталысых марок - летнего и зимнего вилок I«чгтитг марок АИ-98 и А-76 со знаком качества используют воеюезонпо Зимний бензин отличают от летнего более легким фракционным <хклипом и более высоким давлением насыщенных паров

Зимний бензин нужно применять в период с 1 октября по 1 апреля, а в северных и северо-восточных районах - круглогодашо.

Эшлированный бензин окрашивают А-76 в жешый цвет. АИ-ЧЗ - оранжево-красный; АИ-98 - синий.

Порядок проведения работы

Определение смолистости и загрязнённости топлива

ПЬ остатку поел? сжигания испытуемого топлива на часовом стекле судят о смолистости и его загрязнённости другими веществами. На часовое егеюю диаметром 50 мм выпуклостью вниз наливают с помощью пипетки 1 мл испытуемого топлива и поджигают. После сгорания бензина стеклу дают немного остьпь и осматривают остаток сожжённой пробы

Бессмольный или магюсмольныи бензин оставляет на сгекж след в виде бледного, беловатого или бледно-желтого кольца Ололистый бензин дает ряд концентрических колед желтого или коричневого цвета

Эшлированный бензин оставляет по всему стеклу белый налёт окиси свинца

Бензин, загрязнённый дизельным топливом, керосином, маслом, оставляет на стекле пестревшие капли этих примесей. №мерив диаметр кольца (сямот большого), можно с помощью графика (рис. 1.2) оценить со;щ1жалие смолистых веществ в по пине

Определение фракционного состава

100 мл испытуемого топлива напивают в колбу и плотно закрывают её пробкой с термометром 2 (рис. 1.3). Колбу закрепляют на штативе зажимами с мягкими прокладками. Отодную трубку колбы вдвигают в трубку холодильника 4. Мерный цилиндр 5 ставят под нижний конец трубки холод ильника

Включают электронагреватель 6 через ЛАТР в сеть с напряжением 220 В. Нагрев топлива регулируют с помощью ЛАТРа плавно, чтобы определить температуру, соответствующую падению первой капли топлива из трубки холодильника в мерный цилиндр 5 (при перегонке бензина в пределах 5.. .10 мин от начала нагрева, при перегонке дизельного топлива через 10...20 мин от начала нагрева). Температуру, при которой упадет первая каши топлива записывают как температуру начали перегонки

3

о

замеряют остаток в колэе. Полученные роиушшы перегонки топлива наносят на график

На основании полученных данных, по репуиынтим перепонки, топлива рассчитывают температуру воздуха, 1гри которой возможна экашуатэдия автомобиля на испытываемом топливе бе» образования пробок:

1 у 50

= '

ГЬсле проведашя иопьпаний строят график разгонки топлива и делают соответствующие выводы

Лабораторная работа №2 определение содержания механических примесей и воды в нефтепродуктах

Цель работы: научиться простейшим способом опредашь содержание механических примесей и воды в нефгпз цюдуктах

Приборы и материалы

2. №бср автомобильного топливаи масел. -1 комплект

3. Палевая лаборатория Г1Л-2МА

Пояснения к работе

Механические примеси в бензине не допускаются. Они представляют собой твердые частицы органического и неорганического происхождения, остающиеся на бумажном фильтре поелг фильтровашгя определенного объёма бензина Механические примеси приводят к засорению топливных фильтров, топливопроводов, жиклеров, что нарушает нормальную работу двигателя и является причиной половины всех отказов системы питания. ГЬпадая в двигатель, иримеси увеличивакгг кзнос цилиндров и поршневых колец, а также отложения нагара

Вода в бензине не допускается. Она опасна, прежде всего, при температуре ниже С С так как, .замерзая, образует кристаллы, которые могут преградить доступ бензина в цилиндры двигателя. Кроме того, вода способствует оочолению бензина т к в ней растворяется ингибитор, а также она является основным источником коррозии топливных баков, трубопроводов и других стальных деталей системы питания

Вода в бензине присутствует в трех визах в свободном состоянии, в виде эмульсий, в растворенном состоянии Вода в свободном состоянии практически не смешивается с бензином и легко удаляется из нас путал отстаивания в течение нескольких часов

Эмульсия воды с бензином образуется в результата сильного перемешивания свободной воды с бензином или же в результате выделения растворенной воды при понижении температуры ■^ульсионпая вода значительно труднее удаляется из бензина и представляет большую опасность при низких температурах, когда се мелкие капельки, взвез ценные в бензине, могут превратиться в льд инки, закупоривакхпие топливные фильтры

Растворенная или гигроскопическая вода может содержаться в бензине только в сотых или даже в тысячных долях процента Она представляет опасность при ее выделении в свободную воду, что может произойти при понижении температуры Это явление может быть предотвращено добавкой к топливу агециалыплх присадок, например зтилцелтюзольва

Механические примеси и вода мо1уг попасть в бензин при неправильном транспортировании, хранении и заправке автомобилей (зшрязненная тара, открытый резервуар, загрязненные заправочные пистолеты, концы заборных или сливных шлангов, ржавчина в топливном баке и т. д).

Определение соОерэ/ашия воды в автомобильном топливе (бензине)

Для определения содержания воды берут пробирку с испытываемым образцом топлива и добавляют в нее несколько кристаллов марганцевокисшго калия В случае наличия даже небольшого количества воды появляется характерное розовое окрашивание.

Для определения наличия воды в маонх пробирку с испытываемым маслом, заполненную приблизитолшо на 0,2 объема, равномерно нагревают с помощью держателя пробирок на пламени спиртовки в течение нескольких минут. Наличие кгнги считается установленным если при вшошвании ш без нею слышен треск не менее д вух раз.

Определение наличия механических примесей в маашх

Для определения наличия механических примесей в маслах наливают в чистый химический стакан пробу маета в количестве 50 мл. Затем эту пробу разбавляют 100 мл чистого бензина перемешивают и дают отстояться в течение 5-7 мин, после чего придают пробе вращательное движение и через дао стакана просматривают ее в проходящем свсгс(аппу-Бвсрх). Масло считается не содержащим механических примесей, если они не обнаруживаются в центре на д не стакана

Лабораторная работ №3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ КИСЛОТ

И ЩЕЛОЧЕЙ

Цель работы: научиться с помощью полевой тиборвгории ГШ-2МА опредатять наличие водорастворимых кислот и щелочей

Приборы и материалы

1. Г^юбирки стеклянные (ГОСТ 25336-82).

2. Пипетки вместимостью 2 см" (ГОСТ 20292-74).

3. Воронка делительная, 250 см³.

4 Метидавьш оранжевый индикатор ТУ 6-09-5071-84, 0,02%-й водный раствор.