Химический состав нефти для автомобильного топлива


Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость темно-коричневого, иногда буро-зеленого цвета. В нефтях содержится до 99% углеводородов самого разнообразного строения. В общем виде состав нефти представляет собой: (85% углерода “С”, 14,8% водорода “Н2″, 0,2% ). В нефтях содержатся углеводороды с различным числом атомов углерода в молекуле. Простейшие парафиновые углеводороды с двумя, тремя и четырьмя атомами углерода в молекуле при обычных условиях являются газами и могут находиться в нефтях и нефтепродуктах в растворенном состоянии. Углеводороды с пятью и большим числом углеродных атомов при обычных условиях - жидкости. Углеводороды парафинового ряда нормального строения с 14 и более атомами углерода - твердые вещества и находятся в нефтях в растворенном состоянии.

Углеводороды, входящие в состав нефти, подразделяют на 3 группы. Они отличаются общей химической формулой и структурным строением молекул.
- Парафиновый ряд (новое название - Алканы)
- Нафтеновый ряд (Цикланы)
- Ароматический ряд - (Арены)

К алканам относятся углеводороды, имеющие при нормальных внешних условиях различные агрегатные состояния: газообразные (СН4 - С4Н10), жидкие (С5Н12 – С13Н28) и твердые. Некоторые из алканов имеют отклонение от нормальной структуры молекул. Их называют изомерными соединениями; они менее склонны к детонационному сгоранию, чем алканы с нормальной структурой. Вообще, детонационная стойкость алканов напрямую связана с длиной структурной цепочки атомов в молекуле. В состав автомобильного топлива алканы входят 30…70%. При увеличении в составе топлива концентрации углеводородов с малым молекулярным весом улучшаются пусковые свойства, что особенно ценно в зимнее время и для северных районов. По некоторым данным износ двигателя во время ежедневного холодного пуска за месяц эквивалентен 15…16 тыс. км пробега.

Цикланы входят в состав бензинов в количестве до 20%, а в состав дизельных топлив - более 20% (наличие этих углеводородов в диз. топливе увеличивает цетановое число). Кольцевое строение молекулы цикланов обеспечивает высокую химическую прочность, в силу этого углеводороды нафтенового ряда обладают хорошей стойкостью к окислению. Если углеводороды этого ряда входят в состав масла, то они улучшают качество масла, понижая температуру застывания.

В процессе сгорания ароматических углеводородов образуется сильно токсичное вещество - бензпирен. В силу высокой температуры сопротивления сгоранию арены горят медленно, а их температура застывания равна +5,4°С. Содержание таких углеводородов в бензинах должно быть сведено к минимуму. При работе двигателя на топливе со значительным содержанием ароматических углеводородов необходимо повышать степень сжатия.
- А-76 - не более 35% ароматиков
- А-92 - не более 40%.

Сера и сернистые соединения в топливе

Кроме углеводородов, в топливах содержатся сернистые соединения (сероводород, меркаптаны, элементарная сера). Присутствие этих хим. соединений в топливах крайне нежелательно. Увеличение содержания серы в бензине с 0,033% до 0,15% уменьшает мощность двигателя на 10,5%, а удельный расход топлива повышает на 12% при этом износ двигателя увеличивается в 2 раза.

По мимо эксплуатационных убытков, использование сернистого топлива наносит большой вред окружающей среде, т.к. при сгорании выделяются окислы серы, которые очень вредны для здоровья человека. Для удаления сернистых соединений из автомобильных топлив применяют различные способы очистки.

Похожие записи