- •Лекция 1,2
- •Нефть как основное сырье для получения эксплуатационных материалов
- •Химический состав и структура углеводородов нефти.
- •Способы переработки нефти Первичный процесс разделения нефти на фракции называют прямой перегонкой или дистилляцией. Полученные в результате перегонки отдельные фракции нефти называют дистиллятами.
- •Способы очистки нефти
- •1. Сгорание топлива в двигателе
- •2. Теплота сгорания топлив
- •3. Понятие "условное топливо"
- •Контрольные вопросы.
- •Введение
- •4.1 Эксплуатационные требования
- •4.2. Карбюрационные свойства
- •4.1 Нормальное и детонационное сгорание
- •4.2. Детонационная стойкость
- •4.3. Оценка детонационной стойкости бензинов
- •4.4 Антидетонаторы
- •4.5 Свойства бензинов, влияющие на образование отложений в двигателе
- •3.5.1. Стабильность топлив
- •4.5.2. Загрязненность бензинов
- •4.6. Коррозионные свойства
- •4.7. Экологические требования к бензинам
- •Контрольные вопросы
- •5.1. Эксплуатационные требования
- •5.3. Самовоспламеняемость и цетановое число. Температура вспышки
- •5.4 Испаряемость.
- •5.6 Низкотемпературные свойства
- •5.8 Ассортимент дизельных топлив.
- •5.9 Токсичность отработавших газов двигателей
- •Контрольные вопросы и задания
- •6.1 Общие сведения
- •6.2 Сжиженные газы
- •6.3 Природный и генераторный газы. Биогаз
- •6.4 Особенности применения газообразных топлив
- •Тема 7 топочные мазуты. Печное и твердое топливо
- •7.1 Топочные мазуты
- •7.2 Печное бытовое топливо
- •7.3. Твердое топливо
- •Контрольные вопросы и задания
Лекция 1,2
Нефть как основное сырье для получения эксплуатационных материалов
В качестве основного исходного продукта, служащего для получения современных топливных и смазочных материалов (ТСМ) используют нефть.
Природная нефть представляет собой маслянистую жидкость физико-химические свойства которой зависят от месторождения. Она имеет следующие свойства:
плотность (770…840 кг/м3). Встречаются нефти у которых плотность может достигать 1040 кг/м3;
теплота сгорания нефти 43000…46600 кДж/кг (10400…11000 ккал/кг);
предел выкипания 40…500 0С;
цвет от светло-коричневого до черного;
Получаемые при переработке нефти продукты являются полуфабрикатами топлив и смазок, в результате смешения получают базовые топлива и масла. Современные топлива и смазочные материалы получают по специальным технологиям с добавлением различных присадок и добавок, которые улучшают эксплуатационные и физико-химические показатели эксплуатационных материалов.
Химический состав и структура углеводородов нефти.
В нефти различают следующие составы:
элементарный состав определяется химическими элементами содержащимися в нефти. Это углерод (83…87%) и водород (12…15%), кроме того в нефти находится кислород (0,1…0,3%), сера (0,01…7%), азот (0,02…1,7%), а также в незначительном количестве и другие элементы.
групповой состав определяется группами углеводородов входящими в нефть. Это парафиновые нафтеновые и ароматические. Однако значительная часть углеводородов нефти имеет смешанное строение самого разнообразного сочетания (парафино-циклопарафиновые, парафино-ароматические, парафино-циклопарафино-ароматические и др.).
Углеводороды содержащие от 1 до 4 атомов углерода при нормальных условиях являются газами (метан-СН4, этан-С2Н6, пропан-С3Н8, бутан-С4Н10, изобутан). Жидкие углеводороды содержащие от 5 до 16 атомов углерода входят в состав бензина и дизельного топлива (н-гептан, октан, изооктан, н-гексан). Углеводороды содержащие более 16 атомов находятся в твердом состоянии.
фракционный состав нефти определяется при ее разделении по температурам кипения входящих соединений. В одну и туже фракцию могут входить углеводороды разных групп.
Парафиновые (алкановые) углеводороды (СnН2n+2) присутствуют в нефти в больших количествах, преимущественно в низкокипящих фракциях, относятся к предельным и имеют цепную структуру, высокую теплоту сгорания и не оказывают отрицательного влияния на резиновые изделия.
Нафтеновые углеводороды (СnН2n) содержатся, как правило, больше в тяжелых фракциях нефти. Имеют циклическую структуру и обладают большей стойкостью против окисления при высоких температурах.
Ароматические углеводороды (СnН2n-6) химически более стойки, меньше окисляются и осмоляются. Имеют самую низкую теплоту сгорания и агрессивны к резиновым изделиям.
Непредельные углеводороды в сырой нефти отсутствуют, но образуются в процессе нефтепереработки. Чаще всего в нефтепродуктах присутствуют олефиновые и дислефиновые углеводороды. Обладают низкой химической стойкостью при хранении и быстро осмоляются. Присутствие их в топливах нежелательно.
Сернистые соединения делятся на активные и неактивные.
К активным соединениям относятся: элементарная сера, сероводород H2S и меркаптаны RSH. Находясь в растворенном или взвешенном состоянии оказывают влияние на коррозию металлов. В соответствии со стандартами присутствие их не допускается.
К неактивным соединениям относятся: сульфиды (R-S-R), дисульфиды (R-S-S-R) и полусульфиды (R-Sn-R). При нормальных условиях металла в их присутствии не коррозируют, но при полном сгорании они превращаются в сернистый и серный ангидриды, способные вызывать коррозию и дающие в соединении с водой еще более активные коррозионные агенты – серную и сернистую кислоты.
После перегонки нефти в бензиновых фракциях содержится 0,15…0,2% серы, в керосиновых до 1,0%, в соляровых до 2%.
Кислородные соединения составляют в нефти около 10%. Они представлены кислотами, фенолами, кетонами, эфирами и др.
Органические кислоты присутствуют в любой нефти. Больше всего в нефтепродуктах нафтеновых кислот, которые сильно корродируют цветные металлы (цинк, свинец и др.)
Азотистые соединения содержатся в нефти до 0,3%. На качество нефтепродуктов азот существенного влияния не оказывает, но влияет на смолообразование при хранении.