- •Паливно-мастильі та інші експлуатаційні матеріали. Практикум
- •Теоретичний курс
- •1. Експлуатаційні властивості та застосування палив для енергетичних засобів сільськогосподарського виробництва.
- •1.1. Класифікація, властивості та загальний склад
- •1.2. Теплота згоряння палива
- •1.3. Горіння палива
- •2. Способи отримання рідких палив і масел
- •2.1 Нафта – основна сировина для одержання рідких палив і масел
- •2.2. Основні способи одержання палив і масел з нафти
- •2.3. Способи очистки нафтопродуктів
- •2.4 Загальні показники фізико-хімічних і експлуатаційних властивостей нафтопродуктів
- •3. Експлуатаційні властивості та використанн автомобільних бензинів
- •3.1. Сумішоутворюючі властивості бензинів
- •3.2. Нормальне і детонаційне згоряння
- •4. Експлуативні властивості та використання дизельних палив
- •4.1. Умови застосування і основні вимоги до дизельних палив
- •4.2. Прокачувальна здатність і сумішоутворюючі властивості дизельних палив
- •4.3 Займання та згоряння дизельного палива
- •4.4. Стабільність і схильність до утворення відкладень
- •4.5. Корозійні властивості
- •4.6. Асортимент палив для дизельних двигунів і область їх застосування
- •5. Експлуатаційні властивості та використання газоподібних палив
- •5.1 Загальні відомості і класифікація
- •5.2. Характеристика і асортимент палив
- •5.3. Застосування газоподібного палива в двз
- •5.4. Закордонні класифікації газоподібних палив
- •Лабораторна робота №1 оцінка якості нафтопродуктів найпростішими методами
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи Визначення води і механічних домішок
- •Визначення фактичних смол
- •Визначення неграничних вуглеводнів
- •Визначення в'язкості оливи
- •Лабораторна робота №2 визначення щільності нафтопродуктів і мінеральних водорозчинних кислот і лугів
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи Визначення щільності нафтопродуктів
- •Визначення мінеральних водорозчинних кислот і лугів
- •Лабораторна робота №3 визначення фракційного складу палива
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи
- •Визначення вмісту води в дизельному паливі
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи
- •Лабораторна робота №5 температура спалаху та застигання дизельного палива
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи Визначення температури спалаху дизельного палива
- •Визначення температури помутніння і застигання дизельного палива
- •Помутніння та застигання
- •6. Експлуатаційні властивості та використання мастильних матеріалів
- •6.1. Призначення мастильних матеріалів і вимоги до них
- •6.2. Загальні поняття про тертя та спрацьовування
- •6.3. Класифікація мастильних матеріалів
- •7. Масла для двигунів внутрішнього згоряння
- •7.1. Умови роботи й вимоги до якості масел
- •7.2. Класифікація моторних масел
- •7.4. Класифікація та асортимент трансмісійних масел
- •7.5. Індустріальні масла
- •Лабораторна робота №6 Визначення в’язкості палива та оливи
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи Визначення в'язкості палива
- •Одиниці вимірювання вязкості в різних системах
- •Визначення в'язкості оливи
- •Лабораторна робота №7 Контроль якості картерної оливи за методом паперової хроматографії
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи
- •Лабораторна робота №8 визначення температури плавлення пластичних мастил
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи
- •8. Технічні рідини
- •8.1. Охолодні та мастильно-охолодні рідини
- •8.2. Гальмівні рідини
- •Температура замерзання водно-етиленгліколевої суміші
- •Асортимент та рекомендації щодо використання холодильних рідин
- •Характеристика розповсюджених холодильних рідин
- •Фізико-хімічні характеристики нхр виробництва провідних фірм
- •Фізико-хімічні показники нхр за ту 88 у 264-08-93
- •Характеристика розповсюджених гальмівних рідини
- •Вимоги різних специфікацій до основних показників гальмівних рідин
- •9. Додатки
- •Характеристика автомобільних бензинів за гост 2084-77
- •Характеристика автомобільних бензинів
- •Характеристика бензинів моторних сумішевих за гсту
- •Середній компонентний склад автомобільних бензинів
- •Характеристика автомобільних бензинів за гост р 51105-97
- •Параметри класів випарності автомобільних бензинів
- •Загальні технічні вимоги до автомобільних бензинів (гост р 51313-99)
- •Характеристика бензинів з поліпшеними екологічними показниками
- •Дизельні палива
- •Характеристика дизельного палива за дсту 3868-99
- •Характеристика дизельних палив за гост 305-82
- •Характеристика дизельного палива обважненого фракційного складу
- •Характеристика дизельного експортного палива
- •Газоподібні палива
- •Характеристика скраплених газів (гост 20448-80)
- •Фізико-хімічні показники скраплених (гост 27578-87)
- •Характеристика стиснутих газів
- •Моторні оливи
- •Класи в'язкості моторних олив (гост 17479-85)
- •Класифікація моторних олив за призначенням та експлуатаційними властивостями (гост 17479-85)
- •Характеристика моторних олив за гост 10541-78
- •Характеристика моторних олив групи «леол»
- •Характеристика оливи «леол» м-3042
- •Характеристика олив маст за ту у 22409155.01-2000
- •Характеристика олив групи д2
- •Класифікація sае моторних олив за в'язкістю
- •Умови використання моторних олив за арі
- •Класи моторних олив рекомендовані для автомобільних двигунів в Російській Федерації
- •Класифікація aaи моторних олив за експлуатаційними властивостями
- •Орієнтовна відповідність класів в'язкості вітчизняних і закордонних олив
- •Трансмісійні оливи
- •Класи в'язкості трансмісійних олив
- •Групи трансмісійні оливи за експлуатаційними властивостями та рекомендованою сферою застосування
- •Відповідність позначення олив за стандартом і нтд
- •Характеристики основних трансмісійних олив за гост 23652-79
- •Характеристика трансмісійних олив за ту у 13932946.018-98
- •Характеристика трансмісійної оливи Ольвіт т-3-18
- •Класи в'язкості трансмісійних олив за sае j 306с та din 51 5512
- •Групи трансмісійних олив за в'язкістю арі
- •Орієнтовна відповідність вітчизняних і імпортних трансмісійних олив
- •Гідравлічні оливи
- •Класи кінематичної в'язкості гідравлічних олив
- •Групи гідравлічних олив за експлуатаційними властивостями та рекомендованою сферою застосування
- •Відповідність позначення гідравлічних олив за стандартом і нтд
- •Класи кінематичної в'язкості гідравлічних рідин за іsо
- •Орієнтовна відповідність груп вітчизняних і імпортних гідравлічних олив за експлуатаційними властивостями
- •Специфікації відомих виробників сільськогосподарської техніки для олив категорій тнр і sтоu
- •Технічні рідини
- •Температура замерзання водно-етиленгліколевої суміші
- •Характеристика розповсюджених холодильних рідин
- •Фізико-хімічні характеристики нхр виробництва провідних фірм
- •Фізико-хімічні показники нхр за ту 88 у 264-08-93
- •Характеристика розповсюджених амортизаційних рідин
- •Характеристика амортизаційних рідин для імпортної техніки
- •Характеристика розповсюджених гальмівних рідини
- •Вимоги різних специфікацій до основних показників гальмівних рідин
- •Густина електроліту для свинцевих батарей
- •Заправні місткості
- •Заправні місткості тракторів
- •Заправні місткості автомобілів
- •Заправні місткості автомобілів
- •Використання паливно-мастильних матеріалів в сільськогосподарській техніці
2.3. Способи очистки нафтопродуктів
Нафтопродукти, що одержують в результаті переробки нафти, ще непридатні до застосування, тому що містять не лише корисні сполуки, але й такі, які негативно впливають на їх експлуатаційні властивості: сірчисті; кисневі; азотисті; смолисті речовини; ненасичені вуглеводні.
Для підвищення якості нафтопродукти очищають різними способами залежно від якості сировини, способу виробництва нафтопродукту і умов його використання. Існуючі способи очистки поділяють на:
хімічні (сірчанокислотна, лужна, плюмбітами і хлоридами металів, гідрогенізація та ін.) – грунтуються на тому, що небажані сполуки нафтопродуктів вступають у хімічні реакції з реагентом;
фізичні (селективними розчинниками і різними адсорбентами) – грунтуються на розчиненні небажаних сполук або їх адсорбції на поверхнево-активних речовинах.
Очистка сірчаною кислотою – один із найстаріших способів. Полягає в тому, що сірчана кислота по різному реагує з вуглеводнями і домішками, які містяться в нафтопродуктах. При нормальній температурі кислота майже не реагує з парафіновими і нафтеновими вуглеводнями. Ароматичні вуглеводні при незначній кількості кислоти практично також не реагують з нею.
Ненасичені вуглеводні утворюють продукти полімеризації – кислі і середні ефіри сірчаної кислоти. Сірчисті сполуки, за винятком сірководню та елементної сірки, також видаляються з нафтопродуктів сірчаною кислотою.
Для очистки нафтопродуктів використовують 96%-у сірчану кислоту. Витрати кислоти для очистки палив становить 0,2...0,8%, для дистилятних масел – 5...6%, а залишкових – до 30% маси нафтопродукту.
Сірчану кислоту застосовують при очистці прямогонних нафтопродуктів. Для очистки крекінг-продуктів сірчана кислота непридатна, оскільки, вступаючи в реакцію з ненасиченими вуглеводнями, призводить до великих втрат продукту, що очищають.
Очистка лугом – доповнює сірчанокислотну. В процесі відбувається нейтралізація кислих сполук, що утворилися в результаті обробки сірчаною кислотою.
Гідроочистка – обробка сировини воднем при підвищеній температурі і тиску в присутності каталізаторів – один з нових і найперспективніших способів очистки нафтопродуктів від сірчистих сполук та інших небажаних домішок.
Селективна очистка масел – один з найпоширеніших способів очистки моторних масел, відбувається за допомогою розчинників, які мають вибіркову розчинну властивість. Існує два способи селективної очистки:
розчинення небажаних домішок, вуглеводневий склад масла залишається без змін;
вилучення основної частини масла, домішки при цьому не розчиняються.
2.4 Загальні показники фізико-хімічних і експлуатаційних властивостей нафтопродуктів
Поняття «якість продукту» нерозривно пов'язане з його застосуванням. Якість продукту виявляється через властивості, що необхідні для оцінки його придатності до застосування за призначенням. Кожний з показників якості по-своєму важливий, тому сукупність їх дозволяє оцінити якість нафтопродуктів.
В хіммотології всі властивості нафтопродуктів поділяють за найбільш важливими ознаками на:
фізико-хімічні – визначаються стандартними методами аналізів в лабораторних умовах, до них відносять густину, випарність, температури спалаху, помутніння, застигання, вміст механічних домішок, води тощо;
експлуатаційні – характеризують продукт безпосередньо у вузлі, агрегаті, механічні, до них відносять детонаційну стійкість, схильність до нагаро- лако- і осадкоутворень (стабільність), миючі, корозійні, протиспрацювальні та інші властивості..
Густина – це маса речовини, яка міститься в одиниці об'єму. В системі СИ густина вимірюється в кг/м3, але на практиці найчастіше мають справу з безмірною величиною – відносною густиною. Відносна густина – відношення маси речовини, при температурі визначення, до маси води при 4 °С, при однаковому їх об'ємі. Густина води при 4 °С прийнята за одиницю.
У стандартах передбачається визначати відносну густину при 20°С ( ). У тих випадках, коли температура визначення густини відрізняється від 20°С одержане значення густини при і °С, приводять до стандартної за формулою:
-
(2.1)
де γ – температурна поправка на 1°С (знаходять за розрахунковими таблицями; змінюється в межах 0,000515…0,000910).
Визначають густину в виробничих умовах з допомогою нафтоденсиметрів, але існують й інші методи, які застосовують при лабораторних випробуваннях (за допомогою пікнометрів, гідростатичних ваг).
Для визначення густини в'язких рідин, коли неможливий безпосередній замір за допомогою нафтоденсиметра, готують суміш рідини, густину якої досліджують, з розчинником відомої густини у відповідному співвідношенні (наприклад 1:2). Визначають густину суміші, а потім перераховують густину в'язкої рідини за формулою:
-
(2.2)
де ρх – густина в'язкої рідини;
ρсум – густина суміші;
ρрозч – густина розчинника.
В’язкість – це властивість рідини чинити опір взаємному переміщенню її шарів під дією зовнішньої сили. Зовнішньою ознакою в'язкості є ступінь рухомості рідини: чим менше в'язкість, тим рідина рухоміша, і навпаки. В'язкість залежить головним чином від хімічного складу і температури нафтопродуктів. Розрізняють в'язкості:
динамічну;
кінематичну;
умовну.
Динамічна в’язкість (η) – коефіцієнт внутрішнього тертя. Одиницею вимірювання є Паскаль·секунда (Па·с), яка чисельно дорівнює опору, що виникає при взаємному переміщенні двох шарів рідини площею 1 м2, віддалених на 1 м один від одного, з швидкістю 1 м/с під дією сили в 1 Н. Допускається застосовувати одиницю Пауз – П(г/см2·с), 1 П = 0,1 Па·с.
Кінематична в’язкість (γ) – питомий коефіцієнт внутрішнього тертя, відношення динамічної в'язкості до густини, при тій же температурі. Одиниця вимірювання – м2/с або мм2/с = 10–6м2/с:
-
(2.3)
Умовна в’язкість – величина, яка показує у скільки разів в'язкість нафтопродукту при температурі вимірювання більша або менша в'язкості дистильованої води при температурі 20 °С. Умовна в'язкість вимірюється в градусах умовної в'язкості (°ВУ).
Для переходу від умовної в'язкості до кінематичної використовують спеціальні таблиці або формулу:
-
(2.4)
Стабільність нафтопродуктів. Під стабільністю нафтопродуктів розуміють їх здатність зберігати свої властивості в допустимих межах для конкретних експлуатаційних умов. Умовно розрізняють стабільність: фізичну та хімічну.
Фізичну стабільність нафтопродуктів визначають як можливість зберігати фракційний склад (зміни визиваються втратою найбільш легких фракцій в результаті випаровування) і однорідність. Фізичну стабільність оцінюють і контролюють періодично, визначаючи густину, фракційний склад, тиск насиченої пари, температуру помутніння і застигання, вміст механічних домішок і води, та інші показники.
Під хімічною стабільністю нафтопродуктів розуміють їх здатність зберігати без зміни свій хімічний склад, бо в умовах експлуатації та довготривалого зберігання деякі з сполук (сірчисті, азотисті, кисневі, металоорганічні) можуть вступати в реакції окислення, полімеризації, конденсації, кінцевим результатом яких є накопичення смолистих речовин, лакових відкладень, нагарів.
Фактичні смоли – це смолисті речовини, які уже присутні в нафтопродуктах. Вміст фактичних смол нормується стандартами і визначається випаровуванням гарячим повітрям певної кількості нафтопродукту (100 мл) при підвищеній температурі (для бензину 150°С, дизельного палива 250°С) за залишком в мг, одержаним після випаровування.
Рис. 2.2. Залежність корозійного зносу від
теплового режиму роботи двигуна
Потенціальні смоли – це смолисті речовини, які можуть утворюватися в процесі окислення і полімеризації, головним чином ненасичених вуглеводів нафтопродукту.
Одна з основних вимог до нафтопродуктів — це мінімальна корозія металів з якими вони контактують. Під корозією розуміють самовільне руйнування твердих тіл внаслідок хімічних і електрохімічних процесів, що розвиваються на поверхні тіл при їх взаємодії із зовнішнім середовищем. Корозія металів відбувається внаслідок їх взаємодії з хімічно активними речовинами, що містяться в нафтопродуктах (водорозчинні кислоти, луги, органічні кислоти тощо). Від вуглеводнів нафтопродукту метали не кородують.
Сірка шкідлива не тільки з точки зору корозійного спрацювання деталей, а також і тому, що при роботі двигунів на паливі з високим вмістом сірки утворюється більше твердого і щільного нагару, частинки якого, потрапляючи в масло, прискорюють зношування циліндро-поршневої групи та зменшують термін роботи самого масла.