Топливо - смазочные материалы,

технические жидкости

для строительных машин

Основные понятия, определения. Выполнение огромного объёма строительных работ возможно только при использовании большого количества высокопроизводительных машин и механизмов.

Наличие значительного парка машин превратило строительные организации в большого потребителя топлива, смазочных материалов и воды.

Топливо используется как источник тепловой энергии. В зависимости от области применения различают следующие виды жидкого топлива:

● карбюраторное (бензин);

● дизельное;

● котельное.

● особую группу составляет топливо для реактивных двигателей.

Сотни тысяч тонн различных смазочных материалов расходуются для смазывания трущихся деталей машин, станков и механизмов.

Вода используется для охлаждения двигателей внутреннего сгорания, получения пара и других технических и бытовых нужд.

Для надёжной работы строительных машин, потребляющих топливо, смазку и воду, большое значение имеет качество этих материалов, правильное их применение и расходование. Качество топлива в значительной мере зависит от способа их получения и очистки, а также от содержания присадок.

Топлива, применяемые на ДВС, должны удовлетворять таким требованиям:

• хорошо прокачиваться по системе питания;

• хорошо распыляться и полностью испаряться;

• относительно легко воспламеняться и полностью сгорать с оптималь-

ной скоростью;

• обладать достаточной химической стабильностью;

• не вызывать коррозии деталей двигателей и быть безопасными для

людей.

Выпуск топлив удовлетворяющих этим требованиям - сложная техническая задача.

Краткая справка

Нефть – основной источник получения жидкого топлива, смазочных материалов и других нефтепродуктов. Она также служит сырьём для химической промышленности.

По наиболее вероятной гипотезе нефть образовалась из продуктов разложения, в основном животных, а отчасти и растительных организмов на дне больших морей и океанов. В зависимости от присутствия в нефти асфальтовых и смолистых веществ её цвет бывает различным: от коричневого тёмно-коричневого и чёрного до красноватого, жёлтого и светло-жёлтого. Встречаются нефти белого цвета.

Залегает нефть в недрах земли на различных глубинах, а в некоторых местах выходит на поверхность.

Добывается нефть из пласта путём бурения скважин, из которых подаётся на поверхность земли фонтанным, компрессорным или глубинно-насосным способом.

Переработка нефти и производство нефтепродуктов получили распространение немногим более ста лет назад.

Современный процесс переработки нефти включает в себя:

- подготовку нефти к переработке (обезвоживание, обессоливание, выщелачивание

и др.);

- её переработку;

- химическую очистку полученных дистиллятов.

Дистиллятом, или погоном, называют парообразный продукт фракций, который при охлаждении превращается в жидкость.

Нефть принадлежит к числу сложных органических веществ, представляющих собой различные химические соединения углерода и водорода (углеводороды). Кроме них, в состав нефти входят обычно в незначительном количестве кислород, азот и сера.

Углеводороды, входящие в состав нефти, обладают своими, только им присущими свойствами. В частности, каждый из них закипает при характерной для него температуре.

Такой способ перегонки нефти, при котором нефть нагревается в соответствии с различием в температурах кипения отдельных групп углеводородов, именуется прямой перегонкой. Химическая структура углеводородов при этом не изменяется.

Основные продукты, получаемые из нефти при прямой перегонке, имеют различные пределы температуры кипения отдельных фракций, причём при нагреве примерно:

■ до 200 ⁰С отбирается наиболее лёгкая часть нефтяных фракций бензин,

■ при температуре до 250 ⁰С – лигроин,

■ при 315 ⁰С – керосин,

■ и температуре до 360 ⁰С газойль и соляр, из которых готовится дизельное топли-

во.

Перегонка этих фракций производится при атмосферном давлении.

■ в остатке получается мазут.

Рис.1. Схема прямой перегонки нефти.

При этом способе нефть, подаваемая в печь насосом, подогревается до 320-330 ⁰С и, превращаясь в пар, поступает в ректификационную колонну, в которой происходит её разделение (ректификация) на фракции. Неиспарившаяся часть нефти вместе с тяжёлыми парообразными её компанентами собирается в нижней части колонны, образуя остаток - мазут.

Полученный после прямой перегонки нефти мазут сжигают в тепловых установках или подвергают крекингу для получения дополнительного количества светлых нефтепродуктов или масел.

При крекинг-процессе углеводороды, содержащиеся в нефти, под действием повышенного давления и специальных катализаторов подвергаются химическим изменениям, в результате чего получаются продукты, состоящие из углеводородов иных групп.

Крекинг-процесс основан на расщеплении молекул тяжёлых углеводородов под действием высокой температуры (450-700 ⁰С) при давлении (до 100 кг\см²), а в некоторых случаях и в присутствии специальных катализаторов. Крекинг – важнейший источник получения бензина, керосина и дизельного топлива, позволяющий получить до 50-60 % светлых нефтепродуктов.

Существует много систем крекинг-установок, однако все они состоят в основном из:

- печей для нагрева сырья;

- реакционных камер для крекинга;

- ректификационных колонн.

Рис.2. Принципиальная схема крекинг-установки:

1 – трубчатая печь; 2 – реакционная камера; 3 – ректификационная колонна;

4 – холодильник; 5 – сепаратор; 6 – насос для подачи орошения в ректифи-

кациионную колонну; 7 – насос для подачи крекинг-продуктов в трубчатую

печь; 8 – насос для подачи сырья в трубчатую печь.

В трубчатой печи исходное сырьё нагревается до требуемой температуры при определённом давлении, после чего оно поступает в реакционную камеру, в которой происходит расщепление углеводородов. Полученные крекинг-продукты направляются в ректификационную колонну, где происходит разделение на фракции.

Получаемые из нефти дистилляты подвергаются очистке, т.к. в некоторых случаях они содержат много вредных примесей, делающих их непригодными к использованию без дополнительной обработки. К этим примесям относятся нафтеновые кислоты, сернистые и азотные соединения, смолистые вещества, кислородные соединения, зола и др.

БЕНЗИН

Автомобильные двигатели (за исключением газовых и дизельных) работают на бензине. Бензи́н - горючая смесь лёгких углеводородов с температурой кипения от 30 до 200 °C. Плотность около 0,75 г/см³. Теплотворная способность примерно 10500 ккал/кг (46 МДж/кг, 34,5 МДж/литр). Температура замерзания ниже -60 °C в случае использования специальных присадок.

Получение. Бензин получают путем разгонки и отбора фракций нефти, выкипающих в определенных температурных пределах; до 100 °C - бензин I сорта, до 110 °C - бензин специальный, до 130 °C - бензин II сорта, до 265 °C - керосин («метеор»), до 270 °C - керосин обыкновенный, примерно до 300 °C - производится отбор масляных фракций. Остаток считается мазутом.

Применение. В конце XIX века бензин не находил лучшего применения, чем антисептическое средство (продавался в аптеках) и топлива для примусов. Зачастую из нефти отгоняли только керосин, а все остальное, включая бензин, либо сжигали, либо просто выбрасывали. Однако с появлением двигателя внутреннего сгорания, работающего по циклу Отто, бензин стал одним из главных продуктов нефтепереработки, хотя по мере распространения дизельных двигателей благодаря их более высокому КПД на первый план выходит дизельное топливо. Бензин применяется как топливо для карбюраторных и инжекторных двигателей, высокоимпульсное ракетное топливо (Синтин), при производстве парафина, как растворитель, как горючий материал, сырье для нефтехимии прямогонный бензин или бензин газовый стабильный (БГС).

Основные марки автомобильных бензинов ГОСТ 2084-77:

● А-72 — с октановым числом по моторному методу не менее 72;

● А-76 — с октановым числом по моторному методу не менее 76 (позже

был наименован АИ-80 в соответствии с исследовательским методом);

● АИ-91 — с октановым числом по исследовательскому методу не ме-

нее 91;

● АИ-92 — с октановым числом по исследовательскому методу не ме-

нее 92;

● АИ-95 — с октановым числом по исследовательскому методу не ме-

нее 95;

Таблица 1