Главная -> Словарь

Малостабильных углеводородов

— образование нерастворимых продуктов в результате окисления малостабильных компонентов — олефиновых и непредельно-ароматических углеводородов и гетероорганических соединений;

Склонность бензинов к образованию отложений во впускной системе. Окисление и уплотнение малостабильных компонентов приводит к образованию в бензине растворимых высокомолекулярных смолистых веществ. При испарении бензина в топливной системе двигателя смолы выпадают на поверхностях и при повышенной температуре образуют твердые отложения. Слой отложений ухудшает теплообмен, условия испарения бензина и инициирует дальнейшее смолообразование. Смолы на штоках и тарелках клапанов нарушают работу клапанного механизма, приводят к зависанию клапанов и нарушению работы клапанного механизма. Эти процессы снижают надежность, мощность и экономичность работы двигателя.

С уменьшением концентрации растворенного в реактивном топливе кислорода противоизносные свойства улучшаются, по-видимому, за счет подавления окислительных процессов на поверхности металла, но при полном удалении кислорода из топлива износ пар трения достигает катастрофических величин вплоть до схватывания. Повышение температуры топлива до 90-100°С увеличивает износ при трении металлов в топливах, что связано с уменьшением вязкости. Но при дальнейшем нагревании топлива износ снижается, по-видимому, вследствие окисления малостабильных компонентов с образованием поверхностно-активных продуктов окисления .

При хранении авиационных и автомобильных этилированных бензинов довольно часто наблюдается их помутнение и образование на дне резервуаров белых или желтых осадков. Образование этих осадков связано с разложением ТЭС и окислением малостабильных компонентов бензина. Основными компонентами осадков авиационных бензинов являются продукты разложения ТЭС. Процессы образования осадков интенсифицируются при повышении температуры. В южной климатической зоне летом осадки за счет разложения ТЭС в небольших емкостях могут образоваться через 2—3 мес. Окисление ТЭС кислородом исследовано в работе . Вероятный механизм образования осадков приведен на рис. 20 и особых пояснений не требует. Образование осадка проходит стадии окислительного уплотнения и деструкции, формирования коллоидной системы и коагуляции коллоидных частиц в осадок. Например, соединение зРЬООСОРЬз разлагается, особенно при повы-

в результате чего через год в нем образовалось смолистых веществ почти в 4,5 раза больше, чем их было в исходном топливе. По химическому составу вторично выделенные смолы резко отличаются от первичных смол: в их составе.повысилось содержание непредельных и кислородных соединений. Кислотное число увеличивалось почти в 10 раз, содержание серы и азота уменьшилось. Молекулярная масса, плотность и показатель преломления вторично выделенных смол изменились незначительно. Аналогичное явление наблюдалось и при дальнейших исследованиях через каждый год хранения обессмоленного топлива ТС-1. Выделенные в третий и четвертый раз смолы имели еще большую кислотность. По сравнению с исходными смолами произошло некоторое увеличение молекулярной массы, плотности, показателя преломления. В смолах, выделенных в третий раз, содержится значительно меньше азота и серы, чем в смолах, выделенных из исходного топлива. Однако абсолютное количество серу-и азотсодержащих соединений в третичных смолах лишь немногим уступает количеству этих соединений, содержащихся в первичных. Это свидетельствует о том, что окисление малостабильных компонентов топлива после удаления из него смолистых веществ продолжается со значительной скоростью, что, по-видимому, связано с тем, что при первичном обессмоливании топлива удаляются и вещества, являющиеся ингибиторами. На основании ранее полученных данных можно предположить, что эти соединения представлены в виде хинолинов, аминов и сложных соединений, в состав которых входят группы —NH2, —SH, —ОН и др.

Стабильность. Стабильность является одним из основных свойств, определяющих охлаждающие свойства топлив. При применении в качестве охлаждающих жидкостей малостабильных компонентов процессы теплообмена могут существенно ухудшиться.

— технологическая очистка топлив от малостабильных компонентов ;

ростью, в результате чего через год в нем образовалось смолистых веществ почти в 4,5 раза больше, чем их было в исходном топливе. По химическому составу вторично выделенные смолы резко отличаются от первичных — повысилось содержание непредельных и кислородсодержащих соединений. Кислотное число увеличилось почти в 10 раз, содержание серы и азота уменьшилось. Молекулярный вес, плотность и показатель преломления вторично выделенных смол изменялись незначительно. Аналогичное явление наблюдалось и после годового хранения вторично и третично обессмоленного топлива TG-l. Выделение в третий и четвертый раз смолы имели еще большую кислотность, большее содержание непредельных. По сравнению с исходными смолами произошло некоторое увеличение молекулярного веса, плотности, показателя преломления. В смолах, выделенных в третий раз, содержится значительно меньше азота и серы, чем в смолах, выделенных из исходного топлива. Однако абсолютное количество серу- и азотсодержащих соединений в третичных смолах лишь немногим уступает количеству этих соединений, содержащихся в первичных. Это свидетельствует о том, что окисление малостабильных компонентов топлива после удаления из него смолистых веществ продолжается со значительной скоростью. Это, по-видимому, связано с тем, что при первичном обессмоливании топлива удаляются и вещества, являющиеся ингибиторами. На основании ранее полученных данных можно предположить, что этими соединениями являются хинолины, амины и соединения, в состав которых входят группы NHj, SH, ОН и др.

Основными компонентами этих осадков являются С, Н и О, источником накопления которых являются кислородсодержащие соединения .

обусловливает увеличение образования осадков. Однако при дальнейшем повышении температуры вновь наблюдается уменьшение осадкообразования. Следует отметить, что на скорость окисления влияет не только температура, но и концентрация кислорода как растворенного в топливе, так и находящегося в газовой подушке над топливом. Увеличение температуры приводит к уменьшению растворимости кислорода в топливе, а также предотвращению его проникновения в топливо вследствие увеличения давления паров топлива. Таким образом, окисление малостабильных компонентов топлив будет интенсифицироваться лишь до температуры, при которой упругость паров резко возрастает. Слой пара надежно «прикрывает» топливо от кислорода . Установлено, что без кислорода нет и осадкообразования . Каждое топливо характеризуется своей температурой равновесного кипения . В зависимости от этого могут быть

1. Технологическая очистка топлив от малостабильных компонентов .

дуктов. Смолистые соединения, растворимые в хлороформе, являются продуктами окисления малостабильных углеводородов. Смолы, растворимые в спирто-бензольной смеси, имеют большую молекулярную массу, в их состав входят продукты окисления не только углеводородов; но и сернистых и азотистых соединений. Количество отложений в топливно-масляных радиаторах на топливе ТС-1 составило 6,8 г после 250 ч и 59 г после 1000 ч работы; их состав приведен в табл. 2.8'.

Из кислородных соединений, содержащихся в дизельном топливе, агрессивны нафтеновые кислоты и продукты окисления малостабильных углеводородов, образующиеся при длительном хранении топлив. Нафтеновые кислоты сильно корродируют цветные металлы особенно свинец и цинк.

Коррозионные свойства дизельных топлив зависят от содержания в них неуглеводородных продуктов — кислородных и сернистых соединений. Среди кислородных соединений, содержащихся в дизельном топливе, наиболее агрессивны нафтеновые кислоты и продукты окисления малостабильных углеводородов, образующиеся в топливе при его хранении. В табл. 3. 16 приведены данные о влиянии кислотности дизельного топлива на коррозию топливной аппаратуры двигателя ЯАЗ-204.

Состав топлив определяет их важнейшие эксплуатационные свойства. От соотношения в топливе групп углеводородов зависят его энергетические свойства — теплота сгорания, качество горения. Наличие малостабильных углеводородов в топливах обуславливает склонность их к окислению, наличие гетероеоединений оказывает влияние на термическую стабильность, коррозионные, защитные и противоизносные свойства. Поэтому в стандартах на топлива регламентируются некоторые показатели состава топлива и предписываются методы их определения. Однако практически состав топлив нормировать не представляется возможным; поэтому при соблюдении норм на стандартизуемые показатели остальные составные части его могут варьироваться в широких пределах.

Реактивные топлива массовых сортов представляют собой главным образом керосиновые фракции прямой перегонки нефтей или их смеси с бензино-лигроиновыми фракциями; имеются также утяжеленные сорта. Технология производства и сорта реактивных топлив непрерывно совершенствуются, поэтому меняется и их состав. Наряду с прямогонными топливами, подвергающимися только промывке щелочью, имеются массовые сорта очищенных топлив — гидроочисткой и демер-каптанизацией. Кроме того, применяются и разрабатываются сорта более высококачественных топлив, предназначенных главным образом для сверхзвуковой авиации или специальных летательных аппаратов . Поэтому в настоящее время в применении имеются топлива, различающиеся главным образом содержанием неуглеводородных соединений или малостабильных углеводородов более сложного строения.

Осадки, образующиеся при нагревании топлив до высоких температур, состоят главным образом из продуктов окисления неуглеводородных составляющих и малостабильных углеводородов, а также продуктов коррозии металлов. Эти осадки могут забивать топливные фильтры, отлагаться на рабочих поверхностях топливных насосов, форсунок и т. д. Эффективным средством борьбы с образованием высокотемпературных отложений оказались диспергирующие присадки и стабилизаторы-Д'Иопертанты. Наилучшие присадки найдены среди полярных полимеров , получаемых сополимеризацией двух разных моно-

Химическая стабильность бензинов. При длительном хранении бензинов, содержащих компоненты вторичных процессов, происходит окисление малостабильных углеводородов. В течение определенного времени происходит относительно медленное накопление первичных продуктов окисления, а затем - быстрое окисление углеводородов по радикально-цепному механизму.

Применение дизельных топлив с ЦЧ ниже оптимальной величины 40 приводит к жесткой работе двигателя. При этом возникают ударные нагрузки на поршень, увеличивается давление на подшипники, вызывая их повышенный износ или разрушение. Возможна также деформация или поломка поршневых колец и прорыв в картер большого количества газов. С повышением ЦЧ период задержки самовоспламенения уменьшается и работа двигателя заметно улучшается . Однако в случае дальнейшего увеличении ЦЧ выше оптимальной величины 50 период задержки самовоспламенения уменьшается незначительно, заметного улучшения работы двигателя также не происходит. Применение топлив с ЦЧ выше 50-60 вызывает дымление двигателя и снижение экономичности его работы . Это связано с наличием з таком топливе высокомолекулярных плохо испаряющихся малостабильных углеводородов и ге-тероатомных примесей, которые подвергаются крекингу в камере сгорания еще до начала самовоспламенения с образованием углерода .

малостабильных углеводородов несколько снижаются.

Коррозионные свойства дизельных топлив зависят от содержания в них неуглеводородных продуктов — кислородных и сернистых соединений. Среди кислородных соединений, содержащихся в дизельном топливе, наиболее агрессивны нафтеновые кислоты и продукты окисления малостабильных углеводородов, образующиеся в топливе при его хранении. В табл. 3. 16 приведены данные о влиянии кислотности дизельного топлива на коррозию топливной аппаратуры двигателя ЯАЗ-204.

Стабильность топлив Т-1, ТС-1 и Т-2 зависит от количества присутствующих в них малостабильных углеводородов. Малостабильными углеводородами этих; топлив являются моноциклические ароматические углеводороды с ненасыщенной боковой цепью .