ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ДЕТОНАЦИОННАЯ СТОЙКОСТЬ УГЛЕВОДОРОДОВ И ТОПЛИВ из "Химия нефти и газа" Нефть и жидкие нефтепродукты хорошо растворяют иод, серу, сернистые соединения,. различные смолы, растительные и животные жиры. Это свойство широко используется в технике. Нефтеперерабатывающая промышленность выпускает специальные бензиновые и лигроиновые фракции в качестве растворителей для различных отраслей промышленности. В резинотехнической промышленности для приготовления резинового клея применяется бензин галоша . Для лакокрасочной промышленности в кач -стве летучих растворителей вырабатываются узкие лигроиновые фракции (уайт-спирит, нафта). Бензины-растворители используют-. ся также для извлечения растительных масел, чистки одежды и других целей. [c.82] Следует отметить, что из индивидуальных углеводородов лучшими растворителями жиров и масел являются низкомолекулярные ароматические бензол, толуол, ксилолы. Однако вследствие повышенной токсичности применение их ограничено. [c.82] Нефть растворяет также различные газы воздух, окись углерода, углекислый газ, сероводород, метан, этан, пропан, бутаны и др. Поэтому сырая нефть подвергается общей дегазации, а низ-кокипящие фракции и продукты переработки — физической стабилизации, в процессе которой происходит отделение газообразных углеводородов. [c.82] В воде ни нефть, ни углеводороды практически не растворяются. Их взаимная растворимость ничтожна и не превышает сотых долей процента. В тех случаях, когда при эксплуатации нефтепродуктов присутствие воды недопустимо даже в самых малых количествах, содержание воды контролируется специальными методами анализа. [c.82] Из углеводородов в воде в несколько больших количествах растворяются ароматические. Худшая растворимость у алканов. [c.82] Весьма нежелательные последствия наблюдаются даже при незначительном растворении влаги в моторных топливах. Карбюраторные и реактивные топлива особенно при повышенном содержании ароматических углеводородов, обладая свойством гигроскопичности, могут обогащаться влагой из воздуха. При понижении температуры часть воды начинает выделяться сначала в виде мельчайших капелек, и топливо мутнеет. При температуре ниже нуля вода замерзает, и мелкие кристаллики льда могут забить топливные фильтры. Для предотвращения этого опасного явления приходится добавлять, например, к реактивным топливам в виде присадок спирты, которые увеличивают растворимость воды в топливе при низких температурах. [c.83] Хорошими растворителями при обыкновенной температуре для нефти, ее фракций и жидких углеводородов являются бензол, ди-этиловый эфир, хлороформ, сероуглерод, четыреххлдристый углерод. В этиловом и амиловом спиртах растворимы только низко-кипящие фракции нефти. [c.83] Для технологии разделения углеводородных смесей, а также очистки высококипящих нефтяных фракций большое практическое значение получили так называемые селективные (избирательные) растворители. [c.83] Решающее значение при применении селективных растворителей имеет температура. Любая система растворитель — растворяемое вещество характеризуется температурой, при которой и выше которой наступает полное растворение. Эта температура называется критической температурой растворения (КТР). Очевидно, если в смеси находятся вещества, растворяющиеся в данном растворителе при разных температурах, то появляется возможность их количественного разделения. В этом и состоит принцип применС ния селективных растворителей для очистки масел. [c.83] Действительно, если, например, одна группа компонентов масла (Л) полностью растворяется в данном растворителе (Р) при температуре Ти а остальные компоненты масла Б) начинают заметно растворяться только при значительно более высокой температуре Т%, то ясно, что при смешении масла с растворителем Р при температуре получатся два слоя. Один из нихэто раствор веществ А в растворителе Р раствор экстракта), другой — чистые вещества Б (рафинат). В этом идеальном случае после разделения слоев и отгонки растворителя Р исходное масло будет количественно разделено на фракции Л и 5 без всяких потерь и без изменения химического строения компонентов, входящих в состав Л и . На практике таких идеальных селективных растворителей не существует. Полного количественного разделения не достигается. Кроме того, рафинат всегда содержит некоторое количество растворителя и поэтому называется раствором рафината. Таким образом, отгонку растворителя приходится осуществлять от обоих частей экстрактной и рафинатной. Как правило, все нежелательные компоненты нефтяных дистиллатов смолистые вещества, кислородные и сернистые соединений, непредельные углеводороды, полициклические гибридные углеводороды с короткими боковыми цепями попадают в раствор экстракта. Это объясняется тем, что они в применяемых растворителях (нитробензоле, феноле, фурфуроле) имеют низкие КТР. В этих же растворителях парафины, малоциклические нафтеновые, ароматические и гибридные углеводороды и в особенности с длинными цепями насыщенного характера обладают значительно более высокими КТР и поэтому попадают в раствор рафината. [c.84] Однако возможен и обратный случай, когда растворитель хорошо растворяет основную массу полезных компонентов при низких температурах и, наоборот, осаждает из раствора такие нежелательные примеси, как твердые углеводороды или смолы. К таким раство рителям прежде всего относятся жидкий пропан, а также различные смеси ацетон + бензол + толуол, дихлорэтан + бензол и др. Подобные растворители применяются в процессах деасфаль-тизации и депарафинизации. [c.84] Деасфальтизация — отделение смолисто-асфальтеновых веществ от очищаемого продукта обыкновенно проводится с жидким пропаном. Жидкий пропан при 40—60° С полностью растворяет все углеводородные компоненты, включая и твердые, и, наоборот, осаждает смолы и асфальтены. Для сохранения пропана в жидком состоянии процесс деасфальтизации проводят под давлением в 40 ат. Депарафинизация жидким пропаном ведется, наоборот, при низких температурах (от —30 до —40°С). При этих температурах твердые углеводороды выкристаллизовываются и благодаря их плохой растворимости в жидком пропане при низких температурах выпадают из раствора. Все остальные компоненты масла при этом растворяются в жидком пропане. После отфильтровывания парафина растворитель отгоняется от депарафинизированного масла. [c.84] В случае применения для депарафинизации смешанных растворителей роль их компонентов различна. Так, например, при депарафинизации с помощью смеси ацетон + бензол + толуол назначение компонентов смеси следующее. Ацетон при низких температурах не растворяет парафина, что позволяет его отделять. Однако, так как растворяющая способность ацетона по отношению к остальным компонентам невелика, то для ее усиления добавляют бензол. Учитывая, что бензол легко застывает в смесь, для понижения температуры застывания прибавляют еще и толуол. В случае ведения процесса при температуре ниже —35°С применяется смесь ацетон+толуол. [c.85] Подробнее все вопросы, свя- ванные с очисткой селективными растворителями, разбираются в S-f учебниках по технологии нефти. [c.85] Авиационные, автомобильные и тракторные поршневые двигатели внутреннего сгорания с принудительным воспламенением от искры работают по четырехтактному циклу. В первом такте— всасывание — топливно-воздушная рабочая смесь заполняет цилиндр двигателя и нагревается к концу такта в двигателях, рабо-таюш,их на бензине до 80—130° С, и до 140—205° С в керосиновых двигателях. Во втором такте — сжатие—давление смеси возрастает до 10—12 бар, а температура—до 150—350°С. В конце хода сжатия с некоторым опережением смесь воспламеняется от электрической искры. Хотя время сгорания топлива очень мало — тысячные доли секунды, но оно все же сгорает постепенно, по мере продвижения фронта пламени по камере сгорания. Фронтом пламени называется тонкий слой газа, в котором протекает реакция горения. При нормальном сгорании фронт пламени распространяется со скоростью 20—30 м1сек. Температура сгорания достигает 2200—2800° С, а давление газов сравнительно плавно возрастает до 30—50 бар в автомобильных двигателях и до 80 бар в авиационных. В третьем такте (рабочий ход) реализуется энергия сжатых продуктов сгорания и во время четвертого такта цилиндр двигателя освобождается от продуктов сгорания. [c.87] В поршневых авиационных и автомобильных двигателях в качестве топлива применяются бензины, а в тракторных — керосины. Важнейшее эксплуатационное требование к этим видам моторных топлив — обеспечение нормального бездетонационного сгорания в двигателях, для которых эти топлива предназначены. [c.87] Явление детонации находит объяснение в кинетических и химических особенностях реакций окисления и сгорания углеводородов топлива. Эти реакции очень сложны, протекают по радикальноцепному механизму и в сильной степени зависят от температуры. Уже во время всасывания и сжатия происходит как бы предварительная химическая подготовка топливной смеси к сгоранию. Углеводороды топлива вступают в реакции окисления кислородом воздуха. Первыми промежуточными продуктами являются гидроперекиси (ROOH). Это нестойкие, высокоактивные вещества. Они разлагаются с образованием свободных радикалов, вовлекают в реакцию все новые и новые молекулы углеводородов. Следовательно, реакции окисления идут с самоускорением. Возникают новые активные центры, развиваются новые цепи реакций. [c.88] Накапливающиеся в реакционной смеси радикалы СНз% ОН-, СНзОО- и др. очень активны и автокатализируют дальнейшее окисление исходного углеводорода. [c.89] Очевидно, что более высокомолекулярные углеводороды топлива окисляются легче, и реакции сопровождаются распадом углеродной цепи. [c.89] В современных автомобильных двигателях е = 6,5—8 и имеется тенденция к ее увеличению, так как это приведет к дальнейшему повышению литровой мощности и экономичности двигателей. [c.90] Вернуться к основной статье