Детонаційна стійкість бензину. Октанове число

Виконала:Учениця 11-А класуЄвлахович Ірина

Зміст

1. Що таке бензин2. Різновиди бензину3. Детонаційна

стійкість4. Октанове число5. Антидетонатори6. Вплив на довкілля

Що таке бензин

Бензин — природна або штучно одержана суміш вуглеводнів різної будови, які киплять найчастіше між 40 °C і 205 °C.Фізичні властивості бензину: рухлива, горюча, здебільшого безбарвна

рідина з характерним запахом; питома вага 0,700—0,780 кг/л; легко випаровується, утворює з повітрям

у певних концентраціях вибухові суміші, температура спалаху нижче 0°.

Більшість бензинів замерзає нижче -60 °C. Має від 4 до 12 атомів Карбону. Близько 90 % добувають з нафти.

Різновиди бензину

Бензин прямої перегонки — одержують прямою перегонкою нафти, відбираючи бензинову фракцію при температурах нижче 200 °C. При цьому способі кількість вуглеводнів, що визначають якість, залежить від природи нафти.

Крекінг-бензин — утворюються крекінгом важких фракцій нафти (мазуту, солярового масла) при температурі вище 400 °C. Крекінг при наявності алюмосилікатних каталізаторів дає бензин високої якості. Близько половини виробляють способом крекінгу.

Газовий бензин — добувають з природних і нафтових газів, які містять пару бензинів. Щоб відокремити їх, гази стискують і охолоджують (компресійний метод) або вбирають маслом чи активованим вугіллям. Газовий бензин хімічним складом схожий на такий отриманий прямою перегонкою, але містить більше легких фракцій.

Гідрогенізований бензин — добувають гідрогенізацією нафти та вугілля, яку провадять під тиском 200 — 800 атмосфер.

Синтетичний бензин — одержують, переробляючи водяний газ при наявності каталізаторів.

Детонаційна стійкість

Детонацією називається такий режим роботи двигуна, при якому частина палива самозаймається і в результаті тиск в двигуні наростає не плавно, а стрибками, порушуючи роботу двигуна. Детонаційна стійкість — здатність бензину згорати без вибуху в двигуні з іскровим запалюванням.Детонаційна стійкість є основним показником якості бензинів. Головна небезпека детонації полягає в підвищеній віддачі тепла від згорілих газів в стінки камери згоряння і днище поршня. Збільшена тепловіддача в стінки призводить до перегріву двигуна і може викликати місцеві руйнування поверхні камери згоряння і днища поршня; спочатку виражаються в появі на поверхні металу невеликих щербин.

Октанове число

Мірою детонаційної стійкості є октанове число, яке вимірюється за шкалою від 0 до 100. За нуль шкали прийнята детонаційна стійкість н-гептану. За 100 прийнята детонаційна стійкість ізооктану, а точніше 2,2,4 - триметилпентану. Таким чином, октанове число — показник детонаційної стійкості бензину, чисельно рівний процентному вмісту ізооктану в еталонній суміші з н-гептаном, яка по детонаційній стійкості еквівалентна випробуваному бензину.

1 – n-гептан, 2 − ізооктан

При виробництві бензинів змішанням фракцій різних процесів важливе значення мають так звані октанові числа змішання (ОЧЗ), що відрізняються від дійсних октанових чисел окремих компонентів. Октанові числа змішання залежать від природи нафтопродукту, його вмісту в суміші й деяких інших факторів. У парафінових вуглеводнів ОЧЗ вище дійсних ОЧ, а в ароматичних залежність складніша. Різниця може перевищувати 20 пунктів. Октанове число змішання важливо враховувати при додаванні в паливо оксигенатів: спиртів і етерів (ефірів).

Антидетонатори

Антидетонатори - хімічні сполуки, що додаються в невеликих кількостях до моторних палив для зменшення детонації. Список речовин, що дозволяють підвищити антидетонаційні властивості палив, досить великий, проте не всі з них можуть використовуватися зважаючи на технологічні обмеження або з причин екологічного характеру.

Антидетонаторами є Метилтретинний бутиловий етер Сполуки свинцю Сполуки марганцю Сполуки заліза Амінні сполуки

Метилтретинний бутиловий етер — продукт, який може бути отриманий у великих кількостях шляхом взаємодії ізобутилену з метанолом. Використання палив з метилтретинним бутиловим етером дещо покращують потужність і економічні показники двигуна.

Тетраетилсвинець — отруйна металорганічна сполука. Застосовувався в основному як антидетонувальна присадка до моторного палива, для підвищення його октанового числа. У 1972 році американське Агентство по запобіганню забруднення навколишнього середовища ввело заборону на використання тетраетилсвинцю і виробництво двигунів, розрахованих на етилований бензин, а з 1976 року почалося поступове витіснення палива що містить тетраетилсвинець, яке було завершене до 1986 року.

В якості антидетонаційних присадок ефективні два з'єднання на основі марганцю: C5H5Mn(CO)3 і СH3C5H4Mn(CO)3. Обидва ці сполуки мало відрізняються за експлуатаційними властивостями і мають приблизно однакову ефективність. Їх недоліком, однак, є розкладання на світлі, що веде до втрати антидетонаційних властивостей. Незважаючи на високу ефективність їх застосування обмежене вимогами екологічності.

Ефективність пентакарбонілу заліза Fe (CO) 5 була виявлена в 1924 році. Потім, однак, його використання було припинено з огляду на те, що при його згоранні утворювалися оксиди заліза, що порушували роботу свічок запалювання і збільшувався знос стінок циліндра двигуна. Його недоліком також є схильність до швидкого розкладання на світлі. Фероцен (С5H5) 2Fe повністю розчинний у бензині і володіє більшою антидетонаційною стійкістю, ніж інші сполуки заліза. Фероцен і його похідні можна використовувати у складі бензинів всіх марок при концентрації заліза не більше 37 мг / мл.

Ароматичні аміни володіють високим антидетонаційними ефектом, але до застосування допущений тільки n-метиланілін С6H5NHCH3. Октанове число за дослідним методом 280. Однак ароматичні аміни мають істотний недолік - вони схильні до смолоутворення і збільшують знос деталей двигуна.

Вплив на довкілляНа сучасних високотехнологічних виробництвах необхідного показника досягають в процесі безпосереднього перетворення сировини в бензин. Є й інший спосіб: виробляється спочатку низькооктановий бензин, а необхідну детонаційну стійкість отримують завдяки додаванню спеціальних антидетонаційних добавок. Раніше застосовували сполуки свинцю і отримували так званий етильований бензин, викиди якого з двигунів несли велику небезпеку для здоров'я та й для автомобілів також. Для отримання високооктанового бензину використовували й так звані металомісткі сполуки заліза і марганцю. Але й ці сполуки є екологічно небезпечними і приводять до передчасного виходу двигунів із ладу. В багатьох країнах металомісткі добавки заборонені, які використовують при фальсифікаціях бензинів, оскільки вони дозволяють дуже легко в невиробничих умовах збільшити октанове число бензину. Цієї ж мети досягають і різними органічними сполуками, які в принципі дозволені до застосування, але в обмежених кількостях. При підвищеній нормі вони призводять до посиленого утворення нагару в двигуні і викиду в навколишнє середовище отруйних і канцерогенних сполук. На якість бензину впливає не тільки його детонаційна стійкість, економічність, зносостійкість двигуна автомобіля, його тягові властивості, а також вплив на екологію, тобто на наше здоров'я, і цілий ряд дуже важливих показників якості пального, які проявляються не так очевидно, як детонаційна стійкість, але є не менш важливими.

Дякую за увагу!