химический каталог




БЕНЗИНЫ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

БЕНЗИНЫ (франц. benzine, от араб. любан джави - яванское благовоние), смеси различные углеводородов, выкипающие в пределах 30-205 °С. В состав БЕНЗИНЫ, кроме углеводородов (парафиновых, олефиновых, нафтеновых и ароматических), могут входить примеси-серо-, азот- и кислородсодержащие соединения. БЕНЗИНЫ готовят смешением компонентов, получаемых в основные переработкой нефти - прямой перегонкой (т.называют прямогонный БЕНЗИНЫ), а также крекингом, риформингом, коксованием и др. Применяют главным образом в качестве горючего для двигателей внутр. сгорания с принудительным воспламенением (карбюраторных и с непосредственным впрыском). Небольшие кол-ва БЕНЗИНЫ используют как растворители и промывочные жидкости (см. Бензины-растворители).

Т-ра замерзания БЕНЗИНЫ ниже — 60 °С, т. всп. ниже 0°С. При концентрации паров БЕНЗИНЫ в воздухе 74-123 г/м3 образуются взрывчатые смеси. (низшая) 41-44 МДж/кг; Ср 2,0-2,1 кДж/(кг*К); 0,50-0,65 мм2/с (20°С); плотность 0,700-0,780 г/см3 (20 °С); среднее значение коэффициент диффузии для паров БЕНЗИНЫ при атмосферном давлении и 20 °С 9,1 мм2/с. Осн. эксплуатационных характеристики БЕНЗИНЫ, применяемых как горючее, - испаряемость, горючесть, воспламеняемость, химический стабильность, склонность к образованию отложений, коррозионная активность.

Испаряемость в наиболее мере определяется фракционным составом и давлением насыщ. паров. По этим показателям БЕНЗИНЫ могут существенно различаться, тогда как показатели, влияющие на испаряемость (например, коэффициент диффузии паров, вязкость, поверхностное натяжение, теплоемкость, плотность), как правило, для всех БЕНЗИНЫ очень близки. От фракционного состава и давления насыщ. паров Б. зависят скорость прогрева двигателя, износ его деталей, расход горючего, а также такие эксплуатационных характеристики, как возможность пуска двигателя при низких температурах, склонность к образованию паровых пробок в системе питания, приемистость (см. ниже). Применение БЕНЗИНЫ с большим содержанием низкокипящих фракций облегчает пуск двигателя, но вызывает образование паровых пробок: при работе двигателя в летнее время года БЕНЗИНЫ может нагреться до температуры, при которой образуется настолько много паров низкокипящих углеводородов, что массовая производительность бензонасоса снизится, бензовоздушная смесь резко обеднится и потеряет способность воспламеняться от искры зажигания. Кроме того, использование очень "легких" БЕНЗИНЫ приводит к обледенению карбюратора при низких температурах, увеличению потерь горючего от испарения при хранении и транспортировке.

В СССР производятся автомобильные БЕНЗИНЫ зимнего и летнего видов, различающиеся по содержанию низкокипящих фракций, и авиационные БЕНЗИНЫ Последние предназначены для поршневых двигателей самолетов и содержат относительно мало низкокипящих углеводородов, чтобы исключить возможность образования паровых пробок при полете на разной высоте (см. табл.).

ОПТИМАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА И ДАВЛЕНИЯ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ БЕНЗИНОВ
Показатель
Автомобильные бензины
Авиационные бензины
летние
зимние
Т-ра начала перегонки, не ниже, °С
35
не нормируется
40
Т-ра (°С), при которой перегоняются: 10% продукта
70
55
75-82
50% продукта
115
100
105
90% продукта
180
160
145
Т-ра конца кипения, не выше, °С
195
185
180
Давление насыщ, паров при 38°С, кПа
<66,7
66,7-93,3
29,3-46,0

Экономичность работы двигателя и износ его деталей зависят от температуры, при которой перегоняется 90% БЕНЗИНЫ, и температуры конца кипения. При высоких значениях этих температур тяжелые фракции БЕНЗИНЫ не испаряются во впускном трубопроводе двигателя и поступают в цилиндры в жидком виде. Жидкая часть испаряется в камере сгорания не полностью и через замки поршневых колец и зазоры протекает в картер двигателя. При этом часть БЕНЗИНЫ не сгорает, что снижает экономичность двигателя. Кроме того, тяжелые фракции смывают со стенок цилиндра масло, увеличивая трение и приводя к износу трущихся деталей. Снижение указанных температур улучшает эксплуатационных свойства БЕНЗИНЫ, но приводит к значительной перерасходу горючего.

Сгорание бензовоздушных смесей в двигателях - сложная совокупность процессов, развивающихся в условиях быстро изменяющихся температур, давлений и концентраций реагирующих веществ. Скорость распространения фронта пламени при норм. сгорании от 15 до 60 м/с. Осн. причина нарушения процесса - появление детонации, возможность которой определяется способностью углеводородов БЕНЗИНЫ окисляться в паровой фазе с образованием пероксидов. При повышении концентрации последних выше некоторого критической значения происходит взрывной распад с последующей самовоспламенением. При этом появляется детонационная волна (скорость 2000-2500 м/с), в результате чего двигатель перегревается, быстрее изнашивается, дымность отработанных газов увеличивается.

Мера детонационной стойкости БЕНЗИНЫ, т.е. способности нормально сгорать в двигателе при различные условиях, - октановое число, равное содержанию (в % по объему) изооктана в его смеси с н-гептаном, при котором эта смесь эквивалентна по детонационной способности испытуемому топливу в стандартных условиях испытаний. Для авиац. БЕНЗИНЫ используют также такой показатель, как сортность, который характеризует возможное увеличение мощности (в %) стандартного одноцилиндрового двигателя при переводе его с технич. изооктана на данный Б. при той же степени сжатия в отсутствие детонации. Равномерность распределения октановых чисел по фракциям имеет большое значение, особенно при переменных режимах работы двигателя, в частности при разгоне автомобиля. Если низкокипящие фракции БЕНЗИНЫ менее стойки к детонации, чем высококипящие, то при каждом изменении режима работы двигателя в течение какого-то времени в камерах сгорания наблюдается детонация.

Из углеводородов, входящих в состав БЕНЗИНЫ, наименьшая детонационная стойкость у норм. парафинов. Октановое число у парафинов и олефинов возрастает с уменьшением длины цепи и увеличением степени разветвленности. Лучшие детонационные свойства у тех олефинов, у которых двойная связь располагается ближе к центру углеродной цепи. Среди диенов более высокая детонационная стойкость у углеводородов с сопряженными двойными связями. Стойкость нафтенов выше, чем у нормальных парафинов, но ниже, чем у ароматических углеводородов с тем же числом углеродных атомов в молекуле. Уменьшение длины боковой цепи, увеличение ее разветвленности приводит к повышению октановых чисел нафтенов. Ароматич. углеводороды обладают высокой детонационной стойкостью, которая увеличивается с уменьшением длины боковой цепи, повышением ее разветвленности, увеличением числа двойных связей и симметрично расположенных алкильных групп.

Бензиновые фракции прямой перегонки сернистых нефтей с концом кипения 180-200°С содержат 60-80% парафиновых слабо разветвленных углеводородов и имеют октановые числа в пределах 40-50 (редко - ок. 70). БЕНЗИНЫ термодинамически крекинга характеризуются большей детонационной стойкостью (октановые числа 65-70) благодаря высокому содержанию непредельных углеводородов; их добавляют только в автомобильные БЕНЗИНЫ Еще более высокие октановые числа имеют БЕНЗИНЫ каталитических крекинга, что связано главным образом с повышенным содержанием в них ароматические и изопарафиновых углеводородов. Такие БЕНЗИНЫ часто используют в качестве базовых для приготовления товарных высокооктановых БЕНЗИНЫ Высокая детонационная стойкость Б. каталитических риформинга (октановые числа 77-86 по моторному методу и 83-96 по исследовательскому) объясняется большим содержанием ароматических углеводородов и парафинов и олефинов разветвленного строения. У БЕНЗИНЫ платформинга, содержащих до 70% ароматических углеводородов, детонационная стойкость велика, но распределена по фракциям неравномерно.

Для улучшения детонационной стойкости базовых БЕНЗИНЫ применяют высокооктановые компоненты (алкилат, алкилбензол и др.). Перспективно применение метил-трет-бутилового эфира - нетоксичной жидкости с октановым числом 117, не влияющей на др. эксплуатационных характеристики БЕНЗИНЫ при содержании менее 11%. наиболее эффективный способ повышения детонационной стойкости - добавление антидетонаторов моторных топлив. Смесь свинцового антидетонатора с так называемой выносителями продуктов сгорания - галогензамещенными углеводородами - называют этиловой жидкостью. Этилированные БЕНЗИНЫ токсичны, их обязательно окрашивают.

Эффективность этиловой жидкости в повышении октановых чисел зависит от химический состава БЕНЗИНЫ Св-во БЕНЗИНЫ в той или иной мере повышать свою детонационную стойкость при добавлении антидетонаторов принято называть приемистостью.

Наиб. приемистость к свинцовым антидетонаторам у прямогонного БЕНЗИНЫ Как правило, чем ниже детонационная стойкость БЕНЗИНЫ, тем выше его приемистость. Первые порции свинцовых антидетонаторов более эффективны, чем последующие. Допустимое содержание алкилсвинцовых антидетонаторов в авиац. БЕНЗИНЫ в 3-4 раза больше, чем в автомобильных.

При сгорании рабочей смеси в двигателе может произойти самопроизвольное воспламенение независимо от времени подачи искры свечей зажигания. Это явление, вызывающее нарушение норм. сгорания, называют поверхностным воспламенением, или калильным зажиганием. Источниками его может быть перегретые выпускные клапаны, свечи, кромки прокладок, тлеющие частички нагара и т.д. Калильное зажигание делает сгорание неуправляемым, приводит к снижению мощности и экономичности двигателя.

Калильная стойкость БЕНЗИНЫ повышается с увеличением октановых чисел. Для оценки склонности БЕНЗИНЫ к калильному зажиганию приняты так называемой смеси ТИБ - смеси изооктана с бензолом, содержащие тетраэтилсвинец. В этих смесях изооктан принят за эталон, имеющий 100 условных единиц, а бензол - за эталон, имеющий 0 единиц. За число ТИБ принимают состав такой эталонной смеси, применение которой устраняет калильное зажигание в стандартных условиях испытаний.

Большое значение имеет химический стабильность БЕНЗИНЫ Реакционноспособные соединения, содержащиеся в БЕНЗИНЫ, подвергаются окислению О2 воздуха с образованием смолистых веществ, нарушающих работу двигателя. Парафиновые, нафтеновые и ароматические углеводороды в условиях хранения и транспортировки окисляются относительно медленно. наиболее склонны к окислению непредельные углеводороды. Наим. стабильны диены с сопряженными двойными связями и производные бензола с двойными связями в боковой цепи. Олефины с двойной связью в конце цепи окисляются труднее, чем со связью в середине цепи. Относительно легко окисляются циклоолефины и олефины с разветвленной цепью. На окисление БЕНЗИНЫ влияют примеси: серосодержащие соединение в больших концентрациях ускоряют процесс, некоторые кислородсодержащие соединение - за медляют. Окисление БЕНЗИНЫ имеет индукц. период; чем больше его длительность, тем БЕНЗИНЫ стабильнее. БЕНЗИНЫ термодинамически крекинга и коксования содержат большое количество реакционносиособных непредельных углеводородов и имеют низкую химический стабильность. Более стабильные Б. получают с помощью каталитических процессов. Однако БЕНЗИНЫ одноступенчатого каталитического крекинга содержат много непредельных углеводородов и имеют невысокий индукц. период окисления. БЕНЗИНЫ каталитических риформинга, а также продукты алкилирования, изомеризации, гидрирования прямогонного БЕНЗИНЫ почти не содержат непредельных углеводородов и отличаются высокой стабильностью.

Наиб. эффективный и экономически выгодный способ повышения химический стабильности Б. - введение антиокислительных присадок, главным образом производных фенола, ароматические аминов и аминофенолов. Эти соединение ингибируют цепное окисление и тем самым увеличивают длительность индукц. периода (см. Присадки к топливом).

Смолистые вещества, образовавшиеся в результате окисления БЕНЗИНЫ, при испарении углеводородов в карбюраторе оседают на стенках и превращаются в твердые, трудно удаляемые отложения, что мешает работе двигателя. Склонность БЕНЗИНЫ к образованию смолистых отложений оценивают содержанием (в мг на 100 мл горючего) фактич. смол - продуктов, образующихся при выпаривании горючего в стандартных условиях испытаний. Содержание фактич. смол в авиац. БЕНЗИНЫ не должно превышать 4 мг/100 мл, в автомобильных - 15.

Склонность к образованию нагаров (твердых углеродистых отложений) в камерах сгорания зависит от кол-ва и химический свойств содержащихся в них ароматические углеводородов и серосодержащих соединение, а также от объема введенной этиловой жидкости.

Коррозионная активность БЕНЗИНЫ обусловливается присутствием серо- и кислородсодержащих соединение, водорастворимых кислот и щелочей. Все серосодержащие соединение в то-пливах по коррозионному воздействию на металлы принято делить на соединение "активной серы" и соединение "неактивной серы". К первой группе относят H2S, элементную серу и тиолы (меркаптаны), т.е. вещества, которые могут взаимодействие с металлами при обычных температурах. Показателями коррозионной активности БЕНЗИНЫ служат обычно общее содержание серы (в %) и кислотность - количество мг КОН, необходимое для нейтрализации 100 мл топлива. Общее содержание серы в автомобильных Б. не должно превышать 0,15%, в авиационных -0,05%, кислотность не более - 3 и 1 мг КОН/100 мл соответственно. БЕНЗИНЫ проникает в организм в основные через легкие. Опасность отравления существует на всех этапах его производства, транспортировки и особенно при его использовании. ПДК паров от 100 до 300 мг/м3. При остром отравлении парами появляются головная боль, неприятные ощущения в горле, кашель, раздражение слизистой оболочки глаз, носа, в тяжёлых случаях - головокружение, неустойчивая походка, психич. возбуждение, замедление пульса, иногда - потеря сознания. При хронич. отравлении обычны жалобы на головную боль, головокружение, расстройство сна, раздражительность, повышенную утомляемость, похудание, боли в области сердца и др.

При острых отравлениях необходимы свежий воздух, кислород, сердечные и успокоительные средства. При попадании БЕНЗИНЫ в желудок принимают внутрь растит. масло (30-50 г). Лица, страдающие функциональными заболеваниями нервной системы и эндокринных органов, к работе с БЕНЗИНЫ не допускаются.

Химическая энциклопедия. Том 1 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
световые панели для рекламы
one step раствор для линз на авито
обучение парихмариская москве цена
сколько стоит билет на концерт эмина в нальчике

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(02.12.2016)