Материал: 1886

1.3.5. Определение фракционного состава топлива

Фракцией называют часть топлива, выкипающую при определенной температуре.

Фракционным составом топлива называется содержание в нем тех или иных фракций, выраженное в объемных или массовых процентах. Таким образом, бензины, представляя собой смесь углеводородов, не имеют фиксированной температуры кипения, а выкипают в широком диапазоне температур (35 – 200 0С) – каждая фракция при своей температуре.

Фракционный состав определяют путем перегонки топлива в специальном приборе (рис. 1.3), состоящем из стеклянной колбы с боковой отводной трубкой, холодильника, выполненного в виде водяной ванны, и приемника конденсата – мерного цилиндра на 100 мл. Нагрев колбы осуществляется электронагревателем с реостатом, регулирующим скорость разгонки.

9

Рис. 1.3. Схема установки для определения фракционного состава нефтепродуктов:

1 реостат; 2 вольтметр; 3 выключатель; 4 электрическая плитка; 5 колба; 6 термометр; 7 холодильник; 8 мерный цилиндр;

9 положение установки термометра

15

Порядок проведения фракционной разгонки топлива

1.Сухим и чистым мерным цилиндром вместимостью 100 мл отмерить 100 мл испытуемого бензина и без потерь перелить его в колбу, которую следует держать с наклоном, приподняв открытый конец отводной трубки несколько выше места соединения ее с шейкой колбы. После этого мерный цилиндр, не вытирая, поставить под нижний конец холодильника.

2.Укрепить в шейке колбы на хорошо пригнанной пробке термометр так, чтобы верхняя честь его ртутного шарика находилась на уровне нижнего края отводной трубки.

3.Ввести на 85 – 100 мм отводную трубку колбы в верхний конец трубки холодильника и, достигнув соосности трубок, зафиксировать их с помощью плотно пригнанной пробки. После этого закрепить колбу в штативе над нагревателем.

4.Регулируют нагревание так, чтобы первая капля упала с конца трубки в приемник не раньше чем через 4 и позднее чем 10 мин после начала нагревания. Температуру, при которой упала первая капля, отмечают как температуру начала разгонки; она должна быть не более 4 – 5 мл топлива в минуту.

5.Во время разгонки через каждые 10 мл собранного в приемник бензина записать температуру разгонки (табл. 1.5).

Таблица 1.5

Образец записи результатов разгонки бензина

Для облегчения замеров необходимо, чтобы перегоняемое топливо с нижнего конца трубки холодильника стекало по стенке приемного цилиндра. Для этого после падения первой капли мерный цилиндр сдвигают так, чтобы конец трубки холодильника коснулся внутренней поверхности стенки цилиндра.

6.Перегонка считается законченной, когда прекратится рост температуры и наступит ее падение; в шейке колбы появляется белый пар. Максимальную температуру, показываемую термометром, записывают как температуру конца разгонки (КР).

7.По окончании перегонки прекращают нагревание и дают в течение 5 мин стечь в приемник жидкости, сконцентрировавшейся в хо-

16

лодильнике; этот объем прибавляют к тому, при котором отмечена температура конца разгонки.

8. Оставшееся количество топлива в колбе после охлаждения сливают в небольшой мерник и определяют потери при разгонке

b = 100 – (c + a),

где b – потери при разгонке; а – отгон; с – остаток в колбе.

9. Результаты разгонки представляют в виде графика, называемого кривой разгонки (рис. 1.4), и сравнивают с кривой фракционного состава стандартного топлива.

Рис. 1.4. Оценка результатов фракционной разгонки

1.Полученные результаты сравнивают с нормами ГОСТа и делают вывод о соответствии фракционного состава испытуемого топлива требованиям стандартов.

2.Дается оценка эксплуатационных качеств топлива по его фракционному составу.

1.3.6. Химическая стабильность топлив ГОСТ 1567 – 96

Химическая стабильность топлив – это способность сохранять свой химический состав без изменения при их длительном хранении, транспортировании, перекачках. Химическая стабильность бензинов зависит от состава и строения входящих в них углеродов. Наиболее нестабильными являются непредельные углероды. Под влиянием раз-

17

личных факторов (температура, кислород воздуха, каталитические воздействия металлов, свет и др.) они быстро окисляются и полимеризуются с образованием смолистых веществ и кислот. Накапливаясь

вбензине, смолистые вещества резко ухудшают его эксплуатационные свойства: повышают нагарообразование в двигателе, отлагаются

втопливопроводах, жиклерах карбюраторов, нарушая нормальную подачу топлива в цилиндры двигателя.

Общее количество смол в топливе зависит от химического состава топлива: чем больше в топливе непредельных углеродов, тем больше в нем образуется смол. Содержание смол в одном и том же топливе также может быть различно: в процессе транспортировки и хранения их количество непрерывно возрастает. Скорость образования смолистых веществ в топливе зависит от условий его хранения. Так при хранении топлива в неполностью залитой таре образование смол происходит быстрее, т.к. в этом случае поверхность соприкосновения топлива с воздухом больше. Лишняя перекачка, переливание топлива ускоряют процесс окисления. В жаркое время смолообразование идет значительно быстрее, чем на холоде, на свету – скорее, чем в темноте.

Наличие фактических смол нормируется стандартами как на месте производства бензинов, так и на месте их потребления. В автомобильных бензинах количество смол на месте потребления не должно превышать 7 – 10 мг на 100 мл топлива. При небольшом увеличении количества топлива смол в пределах, допускаемых стандартами, двигатели длительное время работают без повышенного нагарообразования. Если же содержание смол в два – три раза выше нормы, что при эксплуатации автомобилей нередкое явление, то срок службы двигателей снижается в среднем на 17 % и, кроме того, возникают серьезные неполадки (зависание клапанов и т. д.).

Для повышения химической стабильности бензинов применяются эффективные антиокислительные присадки (например, агидол – 12), тормозящие окислительные процессы в бензинах.

Определение наличия непредельных углеводородов

В пробирку наливают равные объемы (примерно по 3 – 5 мл) испытуемого топлива и водного раствора марганцовокислого калия КМnO4. Смесь тщательно перемешивают и дают ей отстояться в течение 2 мин.

18

Если нижний малиново-фиолетовый слой водного раствора не изменил окраску, то в топливе непредельные углеводороды отсутствуют.

Если фиолетовая окраска переходит в бурую или темно-желтую с последующим выпадением бурого осадка МnO2, то непредельные углеводороды в топливе содержатся, причем чем быстрее и интенсивнее меняется окраска, тем больше в топливе нестабильных соединений. Реакция происходит так:

3R – CH = CH2 + 2KМnO4 + 4H2O → 2KOH + + 3RCH(OH)CH2(OH)+2 МnO2↓

Определение смолистости топлива

Простейшим способом определения фактических смол в бензине является метод «часового стекла». На сферическое (часовое) стекло диаметром 60 мм, установленное выпуклостью вниз, наливают пипеткой испытуемое топливо в количестве 1 мл. Топливо на стекле поджигают спичкой. По окончании горения стеклу дают остыть и рассматривают остаток на нем.

Бессмольный или малосмольный бензин оставляет на стекле след в виде бледного, беловатого пятна. Смолистый бензин оставляет ряд концентрических колец желтого или коричневатого цвета.

Замерив внешний диаметр самого кольца, можно с помощью графика (рис.1.5) приблизительно судить о содержании смол в топливе.

Рис. 1.5. Зависимость размера смоляного кольца от содержания смол в топливе

19