- •Паливно-мастильі та інші експлуатаційні матеріали. Практикум
- •6.100102 – Процеси, машини та обладнання агропромислового виробництва
- •Теоретичний курс
- •1. Експлуатаційні властивості та застосування палив для енергетичних засобів сільськогосподарського виробництва.
- •1.1. Класифікація, властивості та загальний склад
- •1.2. Теплота згоряння палива
- •1.3. Горіння палива
- •2. Способи отримання рідких палив і масел
- •2.1 Нафта – основна сировина для одержання рідких палив і масел
- •2.2. Основні способи одержання палив і масел з нафти
- •2.3. Способи очистки нафтопродуктів
- •2.4 Загальні показники фізико-хімічних і експлуатаційних властивостей нафтопродуктів
- •3. Експлуатаційні властивості та використанн автомобільних бензинів
- •3.1. Сумішоутворюючі властивості бензинів
- •3.2. Нормальне і детонаційне згоряння
- •4. Експлуативні властивості та використання дизельних палив
- •4.1. Умови застосування і основні вимоги до дизельних палив
- •4.2. Прокачувальна здатність і сумішоутворюючі властивості дизельних палив
- •4.3 Займання та згоряння дизельного палива
- •4.4. Стабільність і схильність до утворення відкладень
- •4.5. Корозійні властивості
- •4.6. Асортимент палив для дизельних двигунів і область їх застосування
- •5. Експлуатаційні властивості та використання газоподібних палив
- •5.1 Загальні відомості і класифікація
- •5.2. Характеристика і асортимент палив
- •5.3. Застосування газоподібного палива в двз
- •5.4. Закордонні класифікації газоподібних палив
- •Лабораторна робота №1 оцінка якості нафтопродуктів найпростішими методами
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи Визначення води і механічних домішок
- •Визначення фактичних смол
- •Визначення неграничних вуглеводнів
- •Визначення в'язкості оливи
- •Лабораторна робота №2 визначення щільності нафтопродуктів і мінеральних водорозчинних кислот і лугів
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи Визначення щільності нафтопродуктів
- •Визначення мінеральних водорозчинних кислот і лугів
- •Лабораторна робота №3 визначення фракційного складу палива
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи
- •Визначення вмісту води в дизельному паливі
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи
- •Лабораторна робота №5 температура спалаху та застигання дизельного палива
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи Визначення температури спалаху дизельного палива
- •Визначення температури помутніння і застигання дизельного палива
- •Помутніння та застигання
- •6. Експлуатаційні властивості та використання мастильних матеріалів
- •6.1. Призначення мастильних матеріалів і вимоги до них
- •6.2. Загальні поняття про тертя та спрацьовування
- •6.3. Класифікація мастильних матеріалів
- •7. Масла для двигунів внутрішнього згоряння
- •7.1. Умови роботи й вимоги до якості масел
- •7.2. Класифікація моторних масел
- •7.4. Класифікація та асортимент трансмісійних масел
- •7.5. Індустріальні масла
- •Лабораторна робота №6 Визначення в’язкості палива та оливи
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи Визначення в'язкості палива
- •Одиниці вимірювання вязкості в різних системах
- •Визначення в'язкості оливи
- •Лабораторна робота №7 Контроль якості картерної оливи за методом паперової хроматографії
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи
- •Лабораторна робота №8 визначення температури плавлення пластичних мастил
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи
- •8. Технічні рідини
- •8.1. Охолодні та мастильно-охолодні рідини
- •8.2. Гальмівні рідини
- •Температура замерзання водно-етиленгліколевої суміші
- •Асортимент та рекомендації щодо використання холодильних рідин
- •Характеристика розповсюджених холодильних рідин
- •Фізико-хімічні характеристики нхр виробництва провідних фірм
- •Фізико-хімічні показники нхр за ту 88 у 264-08-93
- •Характеристика розповсюджених гальмівних рідини
- •Вимоги різних специфікацій до основних показників гальмівних рідин
- •9. Додатки
- •Характеристика автомобільних бензинів за гост 2084-77
- •Характеристика автомобільних бензинів
- •Характеристика бензинів моторних сумішевих за гсту
- •Середній компонентний склад автомобільних бензинів
- •Характеристика автомобільних бензинів за гост р 51105-97
- •Параметри класів випарності автомобільних бензинів
- •Загальні технічні вимоги до автомобільних бензинів (гост р 51313-99)
- •Характеристика бензинів з поліпшеними екологічними показниками
- •Дизельні палива
- •Характеристика дизельного палива за дсту 3868-99
- •Характеристика дизельних палив за гост 305-82
- •Характеристика дизельного палива обважненого фракційного складу
- •Характеристика дизельного експортного палива
- •Газоподібні палива
- •Характеристика скраплених газів (гост 20448-80)
- •Фізико-хімічні показники скраплених (гост 27578-87)
- •Характеристика стиснутих газів
- •Моторні оливи
- •Класи в'язкості моторних олив (гост 17479-85)
- •Класифікація моторних олив за призначенням та експлуатаційними властивостями (гост 17479-85)
- •Характеристика моторних олив за гост 10541-78
- •Характеристика моторних олив групи «леол»
- •Характеристика оливи «леол» м-3042
- •Характеристика олив маст за ту у 22409155.01-2000
- •Характеристика олив групи д2
- •Класифікація sае моторних олив за в'язкістю
- •Умови використання моторних олив за арі
- •Класи моторних олив рекомендовані для автомобільних двигунів в Російській Федерації
- •Класифікація aaи моторних олив за експлуатаційними властивостями
- •Орієнтовна відповідність класів в'язкості вітчизняних і закордонних олив
- •Трансмісійні оливи
- •Класи в'язкості трансмісійних олив
- •Групи трансмісійні оливи за експлуатаційними властивостями та рекомендованою сферою застосування
- •Відповідність позначення олив за стандартом і нтд
- •Характеристики основних трансмісійних олив за гост 23652-79
- •Характеристика трансмісійних олив за ту у 13932946.018-98
- •Характеристика трансмісійної оливи Ольвіт т-3-18
- •Класи в'язкості трансмісійних олив за sае j 306с та din 51 5512
- •Групи трансмісійних олив за в'язкістю арі
- •Орієнтовна відповідність вітчизняних і імпортних трансмісійних олив
- •Гідравлічні оливи
- •Класи кінематичної в'язкості гідравлічних олив
- •Групи гідравлічних олив за експлуатаційними властивостями та рекомендованою сферою застосування
- •Відповідність позначення гідравлічних олив за стандартом і нтд
- •Класи кінематичної в'язкості гідравлічних рідин за іsо
- •Орієнтовна відповідність груп вітчизняних і імпортних гідравлічних олив за експлуатаційними властивостями
- •Специфікації відомих виробників сільськогосподарської техніки для олив категорій тнр і sтоu
- •Технічні рідини
- •Температура замерзання водно-етиленгліколевої суміші
- •Характеристика розповсюджених холодильних рідин
- •Фізико-хімічні характеристики нхр виробництва провідних фірм
- •Фізико-хімічні показники нхр за ту 88 у 264-08-93
- •Характеристика розповсюджених амортизаційних рідин
- •Характеристика амортизаційних рідин для імпортної техніки
- •Характеристика розповсюджених гальмівних рідини
- •Вимоги різних специфікацій до основних показників гальмівних рідин
- •Густина електроліту для свинцевих батарей
- •Заправні місткості
- •Заправні місткості тракторів
- •Заправні місткості автомобілів
- •Заправні місткості автомобілів
- •Використання паливно-мастильних матеріалів в сільськогосподарській техніці
2.2. Основні способи одержання палив і масел з нафти
Виробництво палив і масел – складний процес, який включає отримання первинних компонентів, їх змішування та покращення присадками до товарних показників.
Розрізняють три основних варіанти переробки нафти:
-
паливний;
-
0паливно-масляний;
-
комплексний (нафтохімічний).
Незалежно від варіанту розрізняють способи переробки нафти:
-
фізичні (первинні) – структура молекул вуглеводнів, що входять до її складу не змінюється; до цих способів відносять: електрознесолюючі установки (ЕЛОУ) і пряму перегонку на атмосферно-вакуумних установках (АВТ);
-
хімічні (вторинні) – вуглеводневий склад нафтопродуктів відрізняється від складу нафти.
ЕЛОУ призначені для видалення залишків води і розчиненої в ній солі, а також мінеральних (водорозчинних) кислот, якщо вони присутні. Знесолювання починають з того, що нафту забирають із заводського резервуара і змішують з водою, деемульгаторами, лугами (за умови, що в нафті є кислоти). Потім суміш нагрівають до температури 80...120 °С і подають в електродегідратор, де під дією електричного поля і температури вода й розчинені в ній неорганічні сполуки відділяються від нафти, тільки після цього вона надходить на первинну перегонку.
Первинну перегонку нафти провадять на атмосферно-вакуумних трубчастих установках (рис. 2.1), які дозволяють в одному технологічному процесі здійснювати випаровування і розділення її на окремі складові частини – фракції (дистиляти), що відрізняються температурою кипіння.
Процес розділення нафти на паливні, а мазуту на масляні дистиляти відбувається так. Нафта, що подається насосом 7, під тиском приблизно 1 МПа проходить через теплообмінники дистилятів 6 і далі в невелику випаровувальну колону 8, звідки легкокипляча (газоподібна) частина нафти надходить у ректифікаційну колону, а головна маса – в трубчасту піч 1. У печі, проходячи по змійовику нафта нагрівається до температури 330...350°С і частково випаровується. Суміш випарованої нафти та її частина, що не випарувалася, надходить в ректифікаційну колону 2.
У ректифікаційній колоні відбувається розділення пари нафти на фракції, причому можна відбирати в одну групу фракції, в яких температура кипіння відрізняється лише на 5...8°С. Найпоширенішими фракціями прямої перегонки є дистиляти: бензиновий 35...200°С, лігроїновий 110...230°С, гасовий 140...300°С, газойлевий 230...330°С і соляровий 280...380°С. Але з точки зору затрат, чим вужчі фракції, тим дорожче перегонка, нафту спочатку переганяють на широкі фракції.
Рис. 2.1. Схема нафтоперегонної установки:
1 – трубчаста піч; 2 і 5 – ректифікаційні колони; 3 – холодильники;
4 – конденсатор-газовіддільник; 6 – теплообмінник; 7 – насос; 8 – випарювальна колона; 9 – вакуумна трубчаста піч
Продуктами такої перегонки є: вуглеводневий газ, бензинова, гасова, дизельна фракції та залишок (мазут), який використовується як сировина для одержання масляних дистилятів. Для цього мазут нагрівають у вакуумній трубчастій печі 9, що дозволяє знизити температуру кипіння та повніше з нього випаровувати *(без розщеплення) масляні фракції до температури 420...430°С. У ректифікаційній колоні 5, залежно від варіанту переробки нафти, одержують широку масляну фракцію – вакуумний газойль, або вузькі Масляні дистиляти для виробництва різних масел. Залишок — гудрон, а при менш глибокій перегонці – напівгудрон, після відповідної очистки використовують для виготовлення високов'язких (залишкових) масел
З метою збільшення виходу з нафти паливних фракцій здійснюють хімічні деструктивні (вторинні) способи її переробки – розщеплення важких вуглеводневих молекул на більш легкі. Такий процес перетворення вуглеводнів називають крекінг-процесом.
Розроблені і знайшли застосування кілька видів крекінгу:
-
термічний,
-
каталітичний,
-
гідрокрекінг,
-
каталітичний риформінг.
Термічний крекінг – такий вид деструктивної переробки нафтової сировини, при якому розщеплення та зміна структури вуглеводнів відбувається під дією температури і тиску.
Другим різновидом термічного крекінгу є коксування – процес одержання дистиляту широкого фракційного складу і нафтового коксу з мазуту, гудрону тощо. Коксування відбувається при температурі 505...515 °С і тиску 0,2...0,3 МПа.
У даний час термічний крекінг через низьку якість палив, одержаних цим способом (вони не забезпечують вимоги сучасних двигунів), майже повністю витіснений іншими сучасними способами вторинної переробки нафти.
Каталітичний крекінг – основний сучасний спосіб одержання високоякісного бензину з важких фракцій
Каталітичний риформінг призначений для підвищення детонаційної стійкості бензинів і одержання ароматичних вуглеводнів. Це основний спосіб виробництва високооктанових бензинів (АИ-93, АИ-98).
Гідрокрекінг – процес, призначений для одержання світлих нафтопродуктів – бензину, гасу, дизельного палива, а також зріджених газів при переробці нафтової сировини, яка має більш високу молекулярну масу (газойль, нафтовий залишок) під тискам водню.
Алкілування – процес одержання алкілбензину, високооктанових компонентів бензину каталітичним приєднанням алкільних радикалів (алкілуванням) з ізобутану, бутилену і пропілену. Каталізаторами служать концентрована сірчана кислота або безводний фтористий водень. Процес відбувається під тиском 0,35...0,60 МПа і температурі 5...15 °С. В результаті цього одержують легкий алкілат – високооктановий компонент бензину (октанове число 91...95 за моторним методом) і важкий алкілат – (використовують як розчинник або компонент дизельного палива).