Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 [ 10 ] 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97

1.24. Сопоставление результатов измерения электропроводности топлив на отечественном приборе и приборе фирмы «Майгак»

Фундаментальные исследования, проведенные на полномасштабном стенде ОКБ им. Туполева, полностью имитирующем систему заправки топливом баков самолета, выполненные под руководством В.Н.Гореловой и В.В.Малышева, при участии ведущих фирм страны, позволили определить критерии оценки электризуемости топлива, влияние антистатической присадки на электрические параметры топлива, определить характер и эффективность присадок, установить предельные значения электропроводности.

Антистатическое действие присадки Сигбол начинает проявляться при внесении ее в топливо в количестве 10 % (мае. доля). При содержании 10 % (мае. доля) прекращаются не только электрические разряды, но отсутствуют и сами заряды, а потенциал поверхности топлива в баке снижается с 200 кВ (в исходном топливе) до 10 кВ. При содержании Сигбола порядка 10" % все показатели, характеризующие степень электризации топлива, имеют нулевое значение (табл. 1.25).

«Следы» (ничтожно малые количества) антистатических присадок не увеличивают опасность от разрядов статического электричества по сравнению с топливами, не содержащими эти присадки. Поэтому перекачка реактивных топлив со «следами» присадки Сигбол осуществляется потребителями топлив с такими же скоростями, как и стандартных топлив, не содержащих антистатических присадок.

Смеси топлив, содержащих и не содержащих присадку Сигбол, также применяются в любых соотношениях без каких-либо ограничений.

1.25. Влияние «следов» антистатических присадок на электризуемость топлив

Присадка Сигбол совместима со всеми присадками, допун1ен-ными к применению в топливах. Выбор концентрации присадки определяется рядом факторов.

При изменении температуры электропроводность топлива с присадкой Сигбол изменяется незначительно. Особенно заметно преимущество Сигбола при фильтрации топлива через фильтры тонкой очистки, топливо с присадкой Сигбол практически не меняет свою электропроводность. Присадка Сигбол и топливо с этой присадкой являются стабильными структурами и имеют гарантийный срок хранения в металлических емкостях (резервуарах) не менее 5 лет. Электропроводность топлива остается в пределах нормируемого значения, даже если ее начальное значение близко к нижнему допустимому пределу 80 пСм/м.

Топливо с присадкой Сигбол может транспортироваться в железнодорожных цистернах на большие (св. 1000 км) расстояния. При этом электропроводность хотя и претерпевает некоторые изменения, остается в пределах нормируемых значений.

При расчете количества присадки следует учитывать влияние •вязкости топлива на электропроводность. При одном и том же коли-

честве присадки электропроводность будет тем выше, чем меньше вязкость. Поэтому восприимчивость топлив различных марок к присадке Сигбол различна.

Учитывая влияние на электропроводность условий транспортировки, температуры и прочих факторов, рекомендуется вырабатывать топливо с присадкой Сигбол на НПЗ с электропроводностью 150-250 пСм/м. Оптимальное содержание присадки составляет 0,0001-0,0003 % (мае. доля). Такой уровень электропроводности достаточен, чтобы гарантировать сохранение высоких антистатических свойств топлив при длительном транспортировании и хранении в районах с различными климатическими условиями.

Таким образом, применение топлив с антистатическими присадками является для потребителей самым дешевым способом обеспечения гарантированной безопасности от проявления статического электричества при всех заправочных и перекачивающих операциях.

Дизельные топлива

Дизельное топливо предназначено для быстроходных дизельных и газотурбинных двигателей наземной и судовой техники. Условия смесеобразования и воспламенения топлива в дизелях отличаются от таковых в карбюраторных двигателях. Преимуществом первых является возможность осуществления высокой степени сжатия (до 18 в быстроходных дизелях), вследствие чего удельный расход топлива в них на 25-30 % ниже, чем в карбюраторных двигателях. В то же время дизели отличаются большей сложностью в изготовлении, большими габаритами. По экономичности и надежности работы дизели успешно конкурируют с карбюраторными двигателями.

Основные эксплуатационные показатели дизельного топлива:

цетановое число, определяющее высокие мощностные и экономические показатели работы двигателя;

фракционный состав, определяющий полноту сгорания, дымность и токсичность отработавших газов двигателя;

вязкость и плотность, обеспечивающие нормальную подачу топлива, распьитивание в камере сгорания и работоспособность системы фильтрования;

низкотемпературные свойства, определяющие функционирование системы питания при отрицательных температурах окружающей среды и условия хранения топлива;

Рис. 1.6. Зависимость скорости нарастания давления Л/) в цилиндре двигателя от цетанового числа ЦЧ дизельного топлива

Z0 30 W 50 60 ЦЧ

степень чистоты, характеризующая надежность работы фильтров грубой и тонкой очистки и цилиндро-поршневой группы двигателя;

температура вспышки, определяющая условия безопасности применения топлива в дизелях;

наличие сернистых соединений, непредельных углеводородов и металлов, характеризующее нагарообразование, коррозию и износ.

Свойства

Цетановое число - основной показатель воспламеняемости дизельного ToiLiHBa. Оно определяет запуск двигателя, жесткость рабочего процесса (скорость нарастания давления), расход топлива и дымность отработавших газов. Чем выше цетановое число топлива, те.м ниже скорость нарастания давления (рис. 1.6) и тем менее жестко работает двигатель. Однако с повышением цетанового числа топлива сверх оптимального, обеспечивающего работу двигателя с допустимой жесткостью (менее 0,5 МПа/ °ПВК*) ухудшается его экономичность в среднем на 0,2-0,3 % и дымность отработавших газов на единицу цетанового числа повышается на 1-1,5 единицы Хартриджа.

Чем выше цетановое число топлива, тем быстрее произойдут процессы предварительного окисления его в ка.мере сгорания, тем скорее воспламенится смесь и запустится двигатель. Ниже приведены данные по влиянию цетанового числа на время запуска двигателя:

Цетановое число........................................ 53 38

Время запуска, с......................................... 3 45-50

МПа/°ПВК - скорость нарастания давления и цилиндре двигателя на 1° поворота коленчатого ва.ча.

Цетановое число топлив зависит от их углеводородного состава. Наиболее высоки.ми цетановыми числами обладают нормальные парафиновые углеводороды, причем с повышением их молекулярной массы оно повышается, а по мере разветвления - снижается. Самые низкие цетановые числа у ароматических углеводородов, не имеющих боковых цепей; аро.матические углеводороды с боковыми цепями имеют более высокие цетановые числа и тем больше, чем длиннее боковая парафиновая цепь. Непредельные углеводороды характеризуются более низкими цетановыми числами, чем соответствующие им по строению парафиновые углеводороды. Нафтеновые углеводороды обладают невысокими цетановыми числами, но большими, чем ароматические углеводороды. Чем выше температура кипения топлива, тем вьпие цетановое число, и эта зависимость носит почти линейный характер; лишь Д;1Я отдельных фракций цетановое число может снижаться, что объясняется их углеводородным составом.

Цетановые числа дизельных топлив различных марок, вырабатываемых отечественной промышленностью, характеризуются следующими значениями:

Марка дизельного топлива...........................................Л 3 (-35 °С) 3 (-45 С) А

Цетановое число........................................................47-51 45-49 40-42 38-40

Применение топлив с цетановым числом менее 40 приводит к жесткой работе двигателя, а более 50 - к увеличению удельного расхода топлива вследствие уменьшения полноты сгорания. Летом можно применять топлива с цетановым числом, равным 40, а зимой для обеспечения холодного пуска двигателя - с цетановым числом не менее 45. Цетановое число и низкотемпературные свойства топлива - это взаимосвязанные величины: чем лучше низкотемпературные свойства топлива, тем ниже его цетановое число. Так, топлива с температурой застывания ниже -45 °С характеризуются цетановым числом около 40.

Хорошие низкотемпературные свойства достигаются несколькими способами: существенным облегчением фракционного состава (температура конца кипения 300-320 °С вместо 360 °С), проведением депарафинизации топлива (извлечение н-парафиновых углеводородов), переработкой нафтено-ароматических нефтей с малым содержанием н-парафиновых углеводородов. При этом во всех случаях снижается цетановое число.

Известны присадки для повышения цетанового числа дизельных топлив - изопропил- или циклогексилнитраты. Они допущены к

применению, но их вводят в крайне ограниченных количествах для повышения цетанового числа с 38 до 40, так как при этом понижается температура вспышки и повышается коксуемость топлива.

Установление оптимальных цетановых чисел имеет большое практическое значение, поскольку с углублением переработки нефти в состав дизельного топлива будут вовлекаться легкие газойли каталитического крекинга, коксования и фракции, обладающие относительно низкими цетановыми числами. Бензиновые фракции также имеют низкие цетановые числа, и добавление их в дизельное топливо всегда заметно снижает цетановое число последнего. Европейским стандартом на дизельное топливо установлен нижний предел цетанового числа - 48 единиц.

Цетановое число определяют по ГОСТ 3122-67, сравнивая воспламеняемость испытуемого топлива с эталонным (смеси цетанас а-метил-нафталином в разных соотношениях). Имеется множество расчетных формул ;гля определения цетанового числа (ЦЧ) топлив, например по их плотности df и кинематической вязкости у:

ЦЧ = (v,o + 17,8) 1,5879/Jf,

или, исходя из углеводородного состава,

ЦЧ = 0,85Я + 0,1Я-0,2Л

где П, Н, А - содержание соответственно парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов.

По этим формулам можно лишь приблизительно рассчитать цетановое число. Они не применимы для топлив с присадками, которые повышают цетановое число, а также для топлив, в состав которых входят бензиновые фракции. Наиболее точным является расчетный метод определения цетанового числа (цетанового индекса) по ГОСТ 27768- 88, исходя из плотности и 50 %-ной точки перегонки:

ЦИ = 454,74 - 1641,41 + 774,74 - 0,554/ + 97,803(lgO

где d - плотность при 15 °С, определенная по ГОСТ 3900-85, г/см; - температура кипения 50 %-ной (по объему) фракции с учетом поправки на нормальное барометрическое давление 101,3 кПа, определяемая по ГОСТ 2177-82, °С, Ig - десятичный логарифм.

Использовать эту формулу можно только для продуктов прямой Переработки нефти. Определение цетанового индекса дизельных топлив