Отиди на
Форум "Наука"

Recommended Posts

Здравейте.

Започвам нова тема в този страхотен форум. Предлагам в нея да се пише основно за горивата. Нека който има някакви въпроси по тази тема да пише и всички, които могат да му отговорят. Тези дни ще започна да запознавам любителите на науката с много интересни неща свързани с нефта ( добиване, проучване, преработване), с горивата добивани от него. Ще дам и информация свързана и с моето PhD, която е свързана с технологиите и методите за облагородяване на тежките остатъци. Ще покажа и някои математични модели за предсказване на различни физико-химични показатели на горивата. но всичко с времето си. Надявам се да стане интересна тема. :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Темата, която си пуснал е доста обширна. Според мен в тази тема трябва да бъдат включени не само горива получини следствие на преработката на петрола. Мисля, че трябва да се даде информация и за другите енергийни източници като природен газ и различните видове въглища. Съществуват и биоизточници, но те не са така популярни. Това е в общи линии моето скромно мнение.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Мнението ви е доста ценно. Относно "останалите горива" да могат да се включат. Нека всеки, който разбира от тях да пише и да дава информация. Аз се занимавам основно с петролни продукти и затова ще давам информация за тях, но ако намеря информация за другите енергиини източници и за тях ще пиша.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Здравейте и честит празник на всички. Сега докато си почивам реших да дам една малка информация за добавките свързани в повишаване на октановото число. С тази тема се занимавах преди време, но все пак смятам, че си е актуална.

Проучване на възможностите за повишаване на октановото число на автомобилните бензини с помощта на безпепелни добавки

Бензините представляват сложна смес от леки алканови, алкенови, циклоаканови и аренови въглеводороди и техните производни с брой на въглеродните атоми от 4 до 10, средна молекулна маса 100, кипяща в температурния интервал от 35 до 205°С

Основните количества бензини се произвеждат при преработването на нефта и нефтените газове. Незначителни количества бензини се получават при преработването на твърдите горива.

Бензините трябва да отговарят на редица изисквания по – важните от които, според значението им за експлоатация на двигателите могат да се групират по следния начин:

показатели, определящи детонационната стабилност и обезпечаващи бездетонационнна работа на двигателя в най - тежки експлоатационни условия;

Показатели, обезпечаващи добра изпаряемост на бензина, а оттам – лесно пускане, добра пъргавост и ускоряемост на двигателя (това са фракционен състав и парен натиск );

Показатели, определящи химическата стабилност на бензините. Последните при експлоатация не трябва да образуват смолисти отложения в карборатора и нагар в горивната камера, а при съхраение не трябва да отделят смоли и утайки ( фактически смоли, индукционен период, фракционен състав, съдържание на антидетонатори).

Показатели, отнасящи се до корозионното действие на бензина върху металите при съхранение, транспортиране и експлоатация (съдържание на обща и активна сяра, органични и неорганични киселини).

Детонация се нарича особен режим на изгаряне на горивото в двигателите.

Тя се появява в тези случаи, когато след възпламеняването на гориво – въздушната смес изгаря само част от горивото. Остатъка (до 20%) от горивото мигновенно се самовъзпламенява, при което скоростта на разпространение на пламъка достига до 1500 – 2500 m / s вместо 20 – 30 m /s, а налягането нараства лавинообразно.

Това води до образуване на детонационна вълна, която се удря по стените на цилиндрите на двигателя.

Детонационното горене довежда до повишаване на разхода на гориво, намаляване на мощността на двигателя, прогаряне на лагерите и клапаните, и в крайна сметка бързо излизане на двигателя от употреба.

Склонността на окисление на въглеводородите е различна, следователно и горенето е различно. Затова много важен фактор е химическия състав на горивата.

Детонационната стабилност се характеризира с октаново число (ОЧ). Това е условна единица за измерване на детонационната стаболност, числено равна на обемните проценти изооктан ( 2,2,4 – триметилпентан ) в смес с нормален хептан. За изооктана детонационната стабилност се приема за 100, а за нормалния хептан за 0.

Високата детонационна стабилност се постига по три основни начина:

използване, в качество на базови бензини, най – високооктановите вторични продукти от преработката на нефта.

използване на високооктанови компоненти.

използване на антидетонационни добавки.

Едно от направленията за разширяване на производството на неетилирани бензини е използването на кислород съдържащи компоненти (оксигени ). Към тях се отнасят алкохоли, етери и смес между тях.

Добавянето на оксигени повишава детонационната устойчивост, особено на леки фракции, подобрява изгарянето на бензина, снижава разхода на гориво и намалява токсичността на димните газове. Концентрацията на оксигени в бензините е от 3 до 15% и се избира с такава стойност, че концентрацията на кислорода в горивото да не превишава 2.7%. Установено е, че такова количество на добавката не оказва отрицателно влияние върху мощностните характеристики на двигателите .

Принципът на действие на тези добавки, използвани като антидетонатори, се заключава в предотвратяването на взривното разлагане на продуктите от предпламенното окисление на горивото, произхождащо до началото на горене на горивната смес. При нейното нагряване, в горивната камера, се развива висока температура, въглеводородите започват да се окисляват и да образуват голямо количество хидрооксиди и перооксиди. Поради химическата си неустойчивост, перооксидите взривно се разлагат. Антидетонаторите, а такива са кислородсъдържащите добавки, разрушават перооксидите и възпрепятстват тяхното натрупване.

RO – C(CH3)3 + O2 ® ROC(CH3)2CH2. + HOO.

ROC(CH3)2CH2. ® RO. + CH2 = C(CH3)2

CH2 = C(CH3)2 + ROO. ® ROOH + .CH = C(CH3)2

,, мъртъв радикал”

Метилтретичният бутилов етер (МТБЕ) се счита за един от най – перспективните антидетонатори. През 1998г. в САЩ са произведени 60 млн. метрични тона. През 1970г. МТБЕ е бил на 39 – то място от произвежданите органични химични съединения. Понастоящем е на 4 – то място.

Метилтретичният бутилов етер представлява безцветна течност с температура на кипене 55 °С, плътност 0,74 g/cm3 и има остра задушлива миризма. Структурната му формула е следната:

Етерът съдържа кислороден атом, който е свързан с два въглеродни атома. Единия въглероден атом е от метилната група – СН3 , а другият е централният атом в третичната бутилова група – С(СН3 )3 .

Октановото число на МТБЕ по моторния метод е 101, а определено по изследователския метод е 117.

Защо всъщност се използва МТБЕ? МТБЕ е добавка, която съдържа кислород. Този кислород може да се използва като окислител при горенето на бензините. Допълнителното количество на кислород подобрява горенето и намалява изпускането в атмосферата на вредни емисии от въглероден диоксид. Освен това, намалява и вредните емисии от летливи органични съединения, азотни оксиди и твърди частици. Намаляването на тези вещества подобрява качеството на въздуха.

В крайна сметка за МТБЕ може да се обобщи следното: МТБЕ е високооктанова добавка, която има следните предимства:

възприемчивостта на бензина към МТБЕ е по - голяма от тази на метанола;

разтворимостта на МТБЕ във вода е незнаачителна;

не се нарушава старта в студено и горещо време.

МТБЕ прибавен към бензините повишава общото и фронталното октново число, подобрява фракционния състав.

Прибавянето на 10% от тази добавка към бензините повишава октановото число по изследователския метод с 2.1 до5.9 единици.

Дотук добре с положителните качества на МТБЕ. В сравнение с другите въглеводороди МТБЕ има по – голяма разтворимост във вода, по – ниска топлина на изгаряне (35160 kj/kg), има висока корозионна активност спрямо гума.

В последните години от направените изследвания и получените резултати се оказва, че гореизложеите проблеми с МТБЕ са много по – големи и опасни.

Етилтретичния бутилов етер (ЕТБЕ), е кислород съдържаща добавка, която може да се прибавя към бензините, като подобрява горенето и качеството на въздуха. Антидетонационният индекс на ЕТБЕ е 109 – 113. При МТБЕ той е 106 – 110. Температурата му на кипене е 176 °F.

ЕТБЕ е добавка, която повишава октановото число. При допустими 2 %mass кислород към бензините, можем да добавим до 12.5 %vol ЕТБЕ. При газохолите са допустими 3.5%mass кислород. Там ЕТБЕ може да е до 23%vol. Този етер намалява емисиите от летливи газове. Може да намали количеството на ароматни съединения и олефини, които се съдържат в горивото. Освен това, намалява и общата летливост в бензиновия резервоар .

Както може да се види от таблицата ЕТБЕ има по – ниска летливост, което му спомага по – лесно да се използва в летните марки бензини. ЕТБЕ може да обезпечи до 23% повишение на октановото число. Това означава, че могат да се намалят инвестициите свързани с намаляване на летливосттта и ароматните съединения. Това, че ЕТБЕ може да се добавя към автомобилните бензини, гарантира по – добро горене и намаляване на вредните съединения, като бензен, сяра, олефини с повече от 15 % .

На пръв поглед, е логично да се помисли, че МТБЕ и ЕТБЕ, имат идентични характеристики. Това, обаче, не е така. Много ясно се наблюдава, особено при устойчивоста им, ако попаднат в околната среда. ЕТБЕ е много по – малко устойчив от МТБЕ, а и технологиите за извличането му от източника на замърсяване са много по – ефективни .

Друг етер използван като добавка повишаща октановото число е диизопропиловия етер. Той притежава октаново число по изследователския метод 110, а по моторния 100. Температура на киппене 68°С.

ДИПЕ е не по – малко добър от МТБЕ и ЕТБЕ . Налягането му на наситените пари е по – ниско от това на бензина. ДИПЕ също намалява съдържанието на летливи органични вещества, които се изхвърлят в атмосферата с 15 – 25 %.

Друга кислородсъдържаща добавка е третичния амил метилов етер ( ТАМЕ ). Този етер има антидетонационен индекс 105. Това е малко, по – малко от споменатите до сега добавки. ТАМЕ е въведен като добавка повишаваща октановото число в средата на 70 – те , почти едновременно с МТБЕ .

Други безпепелни кислород съдържащи добавки повишаващи октановото число са алкокси заместените бензалдехиди и естери на бензоената киселина. Като R може да бъде с права или разклонена верига. Тези съединения имат висока топлина на изгаряне. Конкретен пример за такова съединение е р – анисалалдехид . Направен е експеримент, чрез който се цели да се определи, с колко ще се увеличи октановото число и това при каква концентрация на р – анисалалдехида ще стане

За разлика от р – анисалалдехида, неговите орто и пара изомери не увеличават октановото чосло с толкова много.

Други такива подобни изомери, които могат да се използват в качество на антидетонатори са 2–метил–р– анисалалдехид

3 – метил –р – анисалалдехид и т.н, 2,3 – диметил – р – анисалалдехид и др.

Друг тип съединения, използвани в качество на антидетонатори, са алкокси заместените бензоени естери. Те имат следната структурна формула

Такива съединения са: метил – 4 – метоксибензоат, етил – 4 метоксибензоат (етиланисат); метил – 2 - метиланисат; н-бутиланисат, етилендианисат и др. От тях, най – подходящи за нашия случай са метиланисата и етиланисата. Този тип добавки се прибавят в концентрация от 0.5 до 15% ( 5000 – 150000 ррм ), за предпочитане е 1 до 5 % (10000 – 50000).

Друг, много интересен, тип съединения, които могат да се използват, в качество на безпепелни антидетонатори са феноксиалкохолите.

Феноксиалкохолите, използвани като безпепелни антидетонатори са: 2 – феноксиетанол, 4 – р метилфеноксиетанол, 1 - (р-метилфенокси) – 2 – пропанол , р – метоксибензилалкохол и сместа между тях. Тези безпепелни антидетонатори се прибавят в концентрация 0,5 до 10 % ( 5000 – 100000 ррм ). За предпочитане е да е 1 до 5 % (10000 – 50000 ррм). Ето и пример, с който ще се илюстрира повишението на октановото число, ако се използва антидетонатора 2 – фенокси етанол.

Друг вариант за повишаване на октановото число на автомобилните бензини е да се използва третичния – хексилметилов етер.

ИОЧ – 108.1

МОЧ – 96.8

RVP – 7.3 kPa

Това че октановото число на МДМБ, определено по изследователския и моторния метод, е сравнимо с това на МТБЕ го прави изключително привлекателен като добавка.

Етерите с по – висока молекулна маса имат налягане на парите по – ниско от това на МТБЕ. Такъв етер е и изопропилтретичния бутилов етер (ИПТБЕ). Той повишава октановото число както и ЕТБЕ. Освен това, изопропилтретичния бутилов етер има по - ниско съдържание на кислород в молекулата си и това му позволява да не превишава допустимото съдържание на кислород.

Основните преимущества на алкохолите се явяват високата им антидетонационна устойчивост, изгаряне без образуване на вредни вещества. Недостатъци са ниската им топлина на изгаряне, високо налягане на наситените пари, разслояване с бензина при наличие на вода, хигроскопичност способстваща тяхното превръщане в смолообразуващи алдехиди. Наблюдават се трудности при потегляне и пускане, при зимни условия, на автомобила, дължащи се на високата топлина на изгаряне на алкохола. Алкохолите имат и увеличена корозионност, а и трябва да се направят изменения по конструкцията на двигателя, ако искаме да увеличим концентрацията на алкохола с над 15 – 20 %.

Метанолът, поради редица предимства: суровини, ресурси, технология за получаване и други фактори, е най – подходящ за използване, като гориво, в двигателите с вътрешно горене, а и като добавка за автомобилните бензини. Незначителни количества вода са причина за разслояване на бензиновата смес съдържаща метанол. Добавянето на стабилизиращ агент – изобутанол или друг алкохол, повишават стабилността на сместа бензин – метанол, но не решава напълно проблемите с разслояването. Съдържанието на въглероден оксид в отработените газове намалява с увеличение на концентрцията на метанола в бензина, но съдържанието на въглеводороди и азотни оксиди се променя незначително, а съдържанието на алдехиди даже нараства. Икономичността на двигателя се намалява с 2.7% при изпoлзвне на смеси съдържащи 10% метанол .

Като добавки повишаващи октановото число се използват и други кислородсъдържащи съединения. В Русия са предложени антидетонатори на основата на естерни съединения.

Съдържат органични радикали с големина 0т 1 до 20 въглеродни атома, а именно дипропил, диетил, дифенилманолат.

Единият радикал може да е алкилова или алкенилова група, а другият метил фенил или третичен бутил фенилкарбонат. Добавките от този тип се прибавят към бензините в количество 3.8 до 7.6 %. Увеличават октановото число от 1.6 до 2.8 единици.

Получаване на МТБЕ

МТБЕ се получава чрез алкилиране на алкени. Метанолът се алкилира с изобутен съдържащ се в С4 фракцията от пиролизата, или каталитичния крeкинг, след като се извлече бутадиена. За отстраняване на остатъците от бутадиен, който в условията на алкилиране полимеризира, се прилага селективно хидриране в присъствие на 0.2 – 0.3 % Pd, нанесен на Аl2О3.

Реакцията е равновесна и равновесието се измества надясно при повишаване на налягането, понижение на температурата и излишък от метанол. Най – eфективни катализатори са катионообменни смоли, с които процесът се провежда при 50 – 60 °С. Алкилирането се осъществява в каскада от два тръбни реактора, работещи в изотермичен режим и два адиабатни реактора с неподвижен слой катализатор.

Получаване на ЕТБЕ

ЕТБЕ се получава при алкилирането на етанол с изобутен. Много от заводите в САЩ, за производство на МТБЕ, са модифицирани за производство на ЕТБЕ. Забелязва се малка разлика в параметрите на процеса, но като се направят необходимите изменения процеса се провежда гладко [62] . Катализаторът мoже да е от 0.5 до 7% mass. Той e р-трифлорметансулфонова киселина, вкючен в киселинна форма на y – зеолита. Може да се използва инертен носител бентонит. Частиците на зеолита отново са около 7 А . Според други източници трифлорметан сулфоновата киселина може да е под 3 % mass. Катализаторът може да е фиксиран в ректора или да флуидизира. Има и комбиниран метод за синтез на МТБЕ и ЕТБЕ.

Производство на ТАМЕ

Третичния амилметилов етер (TAME ) се произвежда от С5 компоненти, които се получават от различни нефтопреработвателни заводи. За получаване на ТАМЕ се използва катализатор който представлява йонообменна смола и техните кисели форми, известни под названието Amberlyst 15 или аналога им Bayer k2631. Целта е суровинния поток да не съдържа много диолефини, защото се наблюдава много бързо дезактивиране на катализатора.

Във Финландия е разработена технология за производство на ТАМЕ, в която се използва друга подредба на реакторите. Производителността на завода 110000 т /год. Особеното тук е че има регенерация на метанола.

Производство на ДИПЕ

ДИПЕ е кислород съдържаща добавка, която може да се получи от ацетоновия суровинен поток. Процеса включва два стадия:

а) хидрогенизация на ацетоновия поток над метални катализатори, най – често никел, до получаване на изопропанол;

б) обезводняване на изопропанола в присъствие на сярна киселина и зеолити като Б – зеолит.

Изопропилтретичния бутилов етер (ИПТБЕ) се плучава аналогично на ДИПЕ. Има отново хидрогенизиране на ацетоновия поток, над никелови катализатори, дo изопропанол и последваща етерификация в присъствие на киселина или катионообменни смоли, β-зеолит. Температурата е 120 – 180 °С. Ако се използва модифициран зеолит Т е 250 °С.

Азотсъдържащи добавки

Начин на действие

Друг клас безпепелни добавки, повишаващи октановото число, са азотсъдържащите съединения. Като такива се използват азиди и техните производни, амини, нитросъединения. Тези съединения се окисляват с многократно по – големи скорости, отколкото съответните въглеводороди. По този начин протичат процеси на спрегнато окисление на по – лесно окисляващите се компоненти, съдържащи функционални групи и на по – трудно окисляващите се въглеводороди .

Ароматните амини имат високи антидетонационни характеристики, но се допускат да се използват само монометаноланилин или N – анилин C6H5NHCH3. Това е маслоподобна прозрачна течност с плътност 980 kg/m3, разтворим е в бензини, алкохоли, етери. Има високи антидетонационни, антиокислителни, стабилизиращи и антикорозионни свойства. Недостатък на ароматните амини се явява повишената склонност към смолообразуване и увеличаване на износване на детайлите, от цилиндро – лагерната група. Концентрацията им в бензините е ограничена и следователно е ограничен и максималния прираст на октаново число. Зависимостта октаново число - концентрция на антидетонатора не е линейна, и затова няма смисъл от увеличение на концентрацията на азотсъдържащата добавка над максимума .

Добавката монометаноланилин и добавките на негова основа се използват в автомобилните бензини за подобряване на екологичните и експлоатационни свойства на автомобилните бензини, а и за повишаване на октановото число. Монометаноланилина е най – ефективен в нискооктановите бензини на парафинова основа. Физикохимичните и експлоатационни свойства на ММА отговарят на съвременните изисквания.

ИОЧ =280

МОЧ =250

Използването на ММА позволява да се понижи токсичността на отработените газове. Снижава се съдържанието на въглеводороди с 8 % и на въглероден оксид с 30% в отработените газове. Снижава се разхода на бензин на 100 км с 5 – 7 %. Подобрява се стабилността на бензина при транспорт и съхранение, увеличава се индукционния период на бензина. Концентрацията, с която се прибавя ММА е 1 – 1.3 % .

Като безпепелни антидетонатори в двигателите с вътрешни горене, могат да се използват 1, 4 – диаминобутан, 2,3 – диаминопропан, етилендиамин, както и сместа между тях.

Концентрацията на тези добавки в бензините трябва да е от 0.5 до 10% ( 5000 – 100000 ррм ). За предпочитане е тя да е от 1 до 5 % (10000 – 50000 ррм ).

Друг тип азотсъдържащи съединения са диметиламинометил фенолите. Такива съединения са 2 – диметиламинометил – 4 – метоксифенол и 2 – диметиламинометил – 4 – флуорофенол и сместа между тях. Направен е експеримент, с който се цели да се увеличи октановото число. Използвани са следните съединения:

І - 2 – диметиламинометил – 4 – метоксифенол

ІІ - 2 – диметиламинометил – 4 – флуорофенол

ІІІ – р – хидроксианисол

ІV – анисол

V – фенол

VI – N –N диметилбензиламин

VII – р – флуорофенол

Съединенията са прибавени по единично към ,,чистия” бензин и са с концентрация 0.1М.

Оказва се че N –N диметилбензиламин не увеличава октановото число, а напротив - понижава го.

Друг тип безпепелни антидетонатори са N – алкил – 2 аминопиридин. Важното тук е, че алкилната група е заместена с пръстена на аминопридина и това спомага тази добавка да е добър антидетонатор. Концентрацията на добавката в бензините трябва да е между 0,5 и 10 % (5000 – 100000 ррм ), за предпочитане е тя да е от 1 до 5%. Ако се направи опит с 0.1М разтвор на 2 – метиламинопиридин прибавен към ,,чист” бензин октановото число определено по изследователския метод нараства с 1.3 единици .

Ароматните амини, като например анилин, аминофенол и други, където азотния атом е извън пръстена, са широко известни като добавки за автомобилните бензини. Цикличните амини, където азотния атом е част от пръстена, обаче, не са известни много като добавки за горива, т.е цикличните амини ( хетероциклични) не са много използвани като антидетонатори. Линейните алифатни амини като триетилентетраамин, пиперазин ( 1,4 – диазоциклохексан) се използват и като оцветители в бензините.

Пиперадина може да се използва в бензините за предотвратяване на появата ма микроорганизми .

Пиперазина може да се използва и като антиокислител . Въпреки това, никой до началото на 80 – те не използва 1,4 – диазоциклоалканите като безпепелни антидетонатори във въглеводородните горива.

Ето и някои примери за 1,4 диазоциклоалкани :

1,4 – диазоциклохексан (пиперазин)

1,4 – диазо –2 – метилциклохексан (2 – метилпиперазин)

1,4 – диазо – 2,2 – диметилциклохексан, и др.

Тези добавки могат да се считат за най – ефективни като антидетонатори, когато са с концентация 0.1до 10% mass. (1000 – 100000 ррм.). За предпочитане е да е 0.5 – 5 % mass. (5000 – 50000 ррм.).

Със следващия пример ще се илюстрира ефективността на 1,4 – диазоциклоалканите, като безпепелни антидетонатори. В експеримента са използвани съединения съдържащи един азотен атом. Добавките са с концентрация 0,1М. Обикновено те са с концентрация 1,5 – 2,5% mass., и това зависи от молекулната маса на добавката. Използван е бензин от Канзас, който съдържа 15 –16% олефини. Експеримента е извършен от фирмата ,,Aldrich Chemical Co”, като са използвани методите на ASTM за определяне на разликата в октановото число по изследователския метод.

Антидетонаторите съдържащи само един азотен атом повишават октановото число с много малко, а и дори го намаляват. Цилкичните съединения съдържащи два азотни атома, особено ако са на 1 или 4 позиция имат много добри свойства като антидетонатори. С – алкил групите са по ефективни от N – алкил групите .

Друг тип азотсъдържащи безпепелни антидетонатори са бензиламините. Представители на този тип съединения са дибензиламин и N – метилбензиламин . Тези съединения имат добри характеристики, и могат да се използват както поотделно така и в смес помежду им. Концентрацията им в бензините трябва да е от 0.5 до 10% mass. (5000 – 100000 ррм ), за предпочитане тя трябва да е 1 до 5 %(10000 – 50000 ррм). За експеримента свързан с определянето на октановото число е използван бензин съдържащ парафини 69.03%, олефини 15,01% Резултатите показват, че ca добри като антидетонатори .

Друг вид азотсъдържащи антидетонатори са N – субститyираните аминопроизводни на 3 – хидрооксипиридина. Такива съединения са:

І – 2 – диметиламинометил – 3 – хидрооксипиридин

ІІ – 2 – диетиламинометил - 3 – хидрооксипиридин

ІІІ – 2 – пиролидинометил – 3 – хидрооксипиридин

ІV – 2 – пиперидинометил – 3 – хидрооксипиридин

V – 2 – морфинометил – 3 – хидрооксипиридин

Тези съединения имат малка разтворимост в бензините. Освен това, дори и малко количество на инхибитори ги прави неефективни. Необходимата им концентрация е 0.5 – 10 % mass. (5000 – 100000 ррм). За предпочитане e тя да е от 1 до 5 % mass. (10000 – 50000). Проведен е експеримент, като се използва 0,1 М разтвор на съединенията, прибавен към бензините, и се е определило повишаването на октановото число.

Някои от тези съединения (2 – диметиламинометил – 3 – хидрооксипиридин) повишават октановото число, определено по изследователския метод, много добре, а и това е основа те да се използват като антидетонатори .

Получаване на азотсъдържащи добавки

Една от последните технологии за получаване на монометиланилин (ММА) е разработена в Русия в ,,Киришинефтеорсинтез” и ,,Лукойл”. За да се подобри синтеза е разработен нов катализатор, който представлява CuO 9.0 – 15.0%, MnO 2.0 – 2.9 % и Al2O3. Катализаторът се получава като се пропуснат гранули от Al2O3 през разтвор на Cu(NO3)2 и манганов нитрат и последващо изпаряване на водата, и сушене при температура 220°С.

N –алкилирането на анилина с метанол, в присъствието на катализатор, се осъществява при атмосферно налягане и температура 220 - 270°С в присъствие на водород. Катализаторът е ефективен около 3000 часа .

Разработен е математически модел за синтез на монометанол амин, като се използват тръбни реактори. По този начин се намаляват енергийните разходи и се увеличава срока на експлоатация на катализатора .

Пиперазина се получава, като алканоламин и алкилендиамин - такъв е етилендиамин, диетилентриамин, се нагряват при темоература 150 –400 °С при налягане 65 – 225 атм. в излишък от амоняк и водород. Катализаторът съдържа Cu, Ni, Co и техните оксиди .

Други безпепелни добавки повишаващи октановото число на автомобилните бензини

Различни агенти могат да се използват в качеството на антидетонатори в течните въглеводородни горива, използвани в двигателите с вътрешно горене. Освен досега споменатите кислородсъдържащи и азот съсържащи съединения ще разгледаме и други такива, които могат да се използват, за да се повиши октановото число на автомобилните бензини.

В качество на безпепелни антидетонатори могат да се използват бициклични диолефини. Техен представител е норбордиена и алкил или арил производните му. Не е необходимо тези алкил и арил групи да бъдат много големи.

Ето и възможните производни на норбордиена, които могат да се използват :

1 – метилнорбодиен

2 – метилнорбордиен

7 – метилнорбордиен

Могат да се използват поотделно, както и в смес между тях. Все още, обаче, не е установено какви различия се пораждат от различията в строежа. Освен това, малко количество инхибитор дезактивира добавките.

Добавките се прибавят в бензините с концентрация 0.5 – 10%( 5000 – 50000 ррм). За предпочитане тя да е 1 –5 %. Ето и един специфичен пример свързан с увеличението на октановото число.

0,1М разтвор на норбордиен е прибавен към чист бензин и е определено увеличението на октановото число по методите на ASTM.

Ефективността на тези добавки е добра и те могат да се използват като безпепелни антидетонатори .

Изоалкените също са клас съединения, които се използват като безпепелни антидетонатори, повишаващи октановото число. Например триетилпентана има октаново число определено по изследователския метод 100 – 110 и това го прави много добър антидетонатор, а и суровините за тяхното получаване са много, и това е едно от направленията за тяхната употреба .

С3 и С4 алкените могат също да се използват самостоятелно като антидетонатори, но тяхната основна роля е да служат за синтез на МТБЕ, ЕТБЕ и други подобни съединения .

В Лондонския университет през 2003г. са направени опити да се използват органосилициеви съединения в качество на антидатонатори. Те имат аналогични свойства на антидетонатори, като 2 – метилпентана и някой азот съдържащи съединения. Основен проблем е, че образуват много силиций съдържащи съединения, които са твърди и водят до разрушаване на двигателя.

За сега само толкова информация ще дам. По тази тема имам доста материали, но нека да видя дали ще е интересна тази тема и тогава ще напиша повече :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Сега малко информация за нефта ( в доста сбит вариант)

Нефтът представлява изключително сложна смес от течни органични вещества, в които са разтворени твърди въглеводороди, смолни вещества и др. Думата нефт най - вероятно има персииски произход и най - общо означава просмуквам се ( от нафата). Думата петрол- петроос-камък, олеум- масло)

Основната му съставна част са алкановите, циклоалкановите и ареновите въглеводороди. Всяка от тези три групи се характеризира със специфични свойства и строеж.

Освен въглеводороди в нефта се съдържат серни, азотни и кислородни съединения, От серните съединения са застъпени предимно меркаптаните, сулфидите, дисулфидите, тиофаните и др. Кислородните съединения се срещат под формата на нафтенови киселини, но е възможно да се съдържат и феноли и наситени мастни киселини. Азотните съединения са главно производни на сложни съеинения, които се получават при разлагането на компоненти на кръвта или на хлорофила ( при растенията).

Смолно - асфалтовите вещества освен въглерод и водород съсържат ощя сяра, кислород и азот. Съдържанието им в нефта обикновено не е голямо, но понякога може да достигне 20 - 30 %.

За сега стига толкова, че отивам да пия бира. А утре ще продължа с информацията :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Нефтът е познат на човечеството още от древни времена. Вавилонците и византийците са го използвали като запалителна смес, включително ипри различно бойни действия.През XVIII век керосинът е бил източник за осветление на улици и жилища. През XIX век с изобретяванетона двигателите с вътрешно горене, нефтът се явява основна суровина за получаване на висококачествени моторни горива.

В днешно време в световен мъщаб нефтът и газът са основните източници на енергия. Във втората половина на миналият век се забелязва трайна тенденция за увеличеното използване на тези изкопаеми като суровини за нуждите на органичните химични технологии, особено в западна европа САЩ и Япония. И все пак нефтът и природният газ си отстават основен енергиен източник. Независимо, че през седемдесетте години на ХХ век се е разразила нефтена криза. На конгреса в Истанбул (1977) след продължителни дебати относно световните енергийни ресурси за период от 35 години (1985 - 2020г.) е посочено, че нефтът и газът като източници на енергия ще участват с не по малко от 40% в сумарния всетовен топлинен балнс. Установено е че световните запаси от природен газ са кончентрирани главно в десет страни, като най-голям добив в последно време се пада на Русия

Share this post


Link to post
Share on other sites

Здравейте и за много години на всички. Крайно време е да понапиша отново нещо тук. Та така...........

Започвам с една от темите върху които работя. А и тя беше в основата на дисертацията, която вече защитих.

Термодеструктивно преработване на нефта. Коксообразуване. Основни фактори на термичните процеси

Основната задача на този вид процеси е да се предизвика разкъсване на високомолекулните въглеводороди от нефтените фракции под въздействие на високи температури. По този начин се получават по-нискомолекулни продукти, от които могат да се получат както нефтени горива, така и различни суровини за нефтохимичните производства. Суровините за тези процеси са най-разнообразни: от нискомолекулните газообразни въглеводороди до тежките високомолекулни остатъци. Дълбочината на превръщане при крекинга на по-тежките и по-широки фракции трудно може да се определи.Независимо от това за продукти на термичните реакции се приемат фракциите, които имат интервал на кипене по-нисък или по-висок от интервала на кипене на изходната суровина. За непрореагирала суровина се приема фракцията с един и същи интервал на кипене какъвто е интервалът на подложената на термичен крекинг суровина.

Промишлената реализация на термичните процеси, в зависимост от условията, при които се провеждат и крайните продукти, които трябва да се получат, се извършва по различни технологични схеми. Най-разпространени са инсталациите за провеждане на термичен крекинг на течни нефтени суровини под високо налягане от 2 до 7 MN/m2. Прилага се при преработване на относително леки суровини от лигроин до мазут. Основната задача е да се получи автомобилен бензин. Този процес се прилага и за намаляване на вискозитета на нефтени остатъци като гудрони и полугудрони, с цел да се получи котелно гориво. Провежда се при налягане около 2 МN/m2 и е известен под наименованието "висбрекинг".

Термичният крекинг на нефтени остатъци при ниско налягане се провежда в инсталациите за коксуване и деструктивна дестилация. При този процес се извършва декарбонизация на нефтените въглеводороди от суровината, което води до получаването но твърд продукт като кокс и на по-богати на водород продукти като газьол, бензин и газ. Може и да не се стига до получаването на кокс, а да се цели максимален добив на солярови фракции при минимално количество тежък течен остатък. Тези два процеса при налягане близко до атмосферното протичат при температури от 450 до 500 0С.

Пиролизът на течни и газообразни суровини е най-тежката форма на термичен крекинг. Температурата на процеса е от 670 до 1000 0С дори и повече в зависимост от изходната суровина и вида на целевия краен продукт.Основната цел на този процес е получаването на ненаситени въглеводороди, които се използват като суровини за нефтохимичния синтез и при получаването на различни полимери. Като странични продукти се образуват течни фракции, съдържащи предимно моно- и бициклични аренови въглеводороди. Съществуват и междинни форми на термичен крекинг, при които процесите се провеждат така, че да се получава предимно бензин и газ богат на ненаситени въглеводороди (парофазен крекинг при 600 0С), или продукти с повишено съдържание на аренови въглеводороди в течната фаза и повече газообразни продукти (коксуване на остатъчна суровина при 600 0С).

Най-лесно се крекира суровината, в която преобладават алканови въглеводороди. При крекиране на лека суровина и когато крайната цел е да се получат повече бензинови фракции, вместо скоростна константа на реакцията се използва скоростта на бензинообразуване. Тя се изразява в количеството бензин в проценти, което се образува за една минута. Когато се крекират по-тежки суровини, в получените продукти се съдържа не само бензин и газ, но и значителни количества от газьолеви фракции. Като суровина при термодеструктивните процеси в нефтопреработването, с изключение на пиролиз процеса, се използват остатъци от пряка дестилация на нефт (мазути, полугудрони и гудрони), от термичен крекинг, от пиролиз (смоли), от деасфалтизация (деасфалтизат и асфалтит) и високо кипящи ароматизирани концентрати и газьоли, които се получават от дестилатните продукти (маслени екстракти, тежки газьоли от каталитичен крекинг, от коксуване, дестилатни крекинг остатъци и др.). За предпочитане е в суровината да преобладават алкановите въглеводороди, от които се получава максимален добив от олефинови въглеводороди, кито могат да са газообразни (етан, пропан, бутан и техни смеси) и течни (нискооктанови бензини и керосин – газьолеви фракции). Тежките нефтени остатъци (ТНО) са изключително сложни многокомпонентни и полидисперсни по молекулна маса смеси от високомолекулни въглеводороди и хетеросъединения. В състава си освен въглерод и водород включват сяра, азот, кислород и метали като ванадий, никел, желязо молибден и др. Основните компоненти от първичен произход на ТНО са масла, смоли (малтени) и асфалтени. Във вторичните ТНО освен изброените компоненти могат да присъстват карбени и карбоиди. Качеството на ТНО зависи от количеството на съдържащите се в тях хетеросъединения, които по правило се концентрират в тях. Основните видове серни съединения в тях са високомолекулни сулфиди, в които въглеродната част е с алканов, нафтенов, аренов и смесен строеж, както и хомолози на тиофана и тиофена. Молекулната маса на серните съединения е от 250 – 10000, като основната част от тях са с аренов строеж и асфалто – смолиста структура. Азотните съединения в ТНО са предимно с третични азотни атоми и са концентрации от 0,2 – 0,6%. Сред тях преобладават алкил- и циклоалкилпроизводните на пиридина, хинолина, акридина и неутралните съединения от вида на пирол, индол и карбазол. Кислородните съединения в ТНО са свързани в състава на смолите и асфалтените.

Основната част от металоорганичните съединения в ТНО се концентрират също в смолно – асфалтовите вещества. В маслените части ванадия практически отсъства, докато част от никела се съдържа дори и в дестилатите. Съдържанието на ванадий в ТНО е в по-големи количества при по-високо съдържание на сяра, а на никел – при по-високо съдържание на азот.В ТНО от нискосернистите видове нефт се съдържа повече никел от колкото ванадий. В практиката при оценяване качествата на суровината за термодеструктивните процеси се вземат предвид следните показатели: плътност, коксуемост, елементен състав, съдържание на метали, добив от нефт, групов въгводороден състав, вискозитет, температура на размекване и др. Груповият въглеводороден състав и преди всичко съдържанието на полицикличните аренови въглеводороди, оказват най-силно влияние върху качеството на крайните продукти. Груповият въглеводороден състав на ТНО определя свойствата както на дисперсната среда, така и на дисперсната фаза, а така също и агрегативната устойчивост на суровината в условията на термичния процес. При термодеструкцията на аренова суровина образуваните асфалтени се задържат по-продължително време без да се утаят в отделна фаза и по този начин претърпяват по-дълбочинни химични превръщания като разкъсване на страничните вериги, образуването на крупни агрегати от поликондензирани аренови структури и др. В резултат на това се образуват регулярни карбоиди и кокс с по-добре изразена кристална структура. Нефтен кокс с по-регулярна структура или т.нар. иглест кокс се получава само от аренова дестилатна и с ниско съдържание на хетеросъединение суровина. Това са дестилатни крекинг-остатъци, пиролизни смоли, тежки газьоли от каталитичен крекинг, екстракти от очистване на масла и др.

Процесът на крекиране е съвокупност от реакции на разкъсване и на уплътняване на въглеводородните молекули. Посоката, в която ще се развиват процесите зависи основно от температурата на крекинга. Този фактор влияе както върху скоростта на процеса, така и върху фазовото сътояние на суровината и продуктите на реакцията. Установено е, че при крекинг провеждан при умерени температури преобладават полимеризационните реакции. При това активиращата енергия на уплътнителните реакции е значително по-малка, отколкото на реакциите на разлагане. При високи температури се развиват реакциите на разкъсване на веригите. С повишаване на температурата скоростта на реакциите на разкъсване на молекулите се увеличава по-бързо отколкото скоростта на реакциите на уплътнение.

Температурата и налягането, при които се провежда термичния крекинг определят фазовото състояние на суровината. Оптимални условия са процеса да протича при пълно изпаряване на суровината. Това не е проблем при леки суровини. При повишено налягане, тъй като температурата на пълното изпаряване се повишава, в зоната на реакцията трябва да се подържа температура над критичната. Когато се крекират тежки суровини в зоната на реакцията се наблюдава смесен фазов режим, а при остатъчни суровини е установено, че въглеводородите не претърпяват дълбоки превръщания. Това именно се използва в процеса ,,висбрекинг", където се цели да се намали вискозитета на гудрон за да се получи котелно гориво. Следователно основно място в термодеструктивните процеси заемат течнофазния термокрекинг на отделните молекули от суровината. Основна отличителна кинетична особеност на течнофазните химични реакции се явява високата превишаваща 2-3 порядъка, в сравнение с газофазните процеси, концентрация на реагиращи вещества в единица реакционен обем на реактора. В резултат на това за протичане на едни и същи реакции в течна фаза при атмосферно налягане за тяхното протичане в газова фаза е необходимо налягане в порядъка от 10 до 100 МВа. Това означава, че при течнофазните процеси е значително по-малко вероятен контакта между реагиращите молекули, в резултат на което преимуществено се ускоряват вторичните бимолекулярни реакции. При това основно нискомолекулните продукти от първичното разпадане на високомолекулната суровина и алкилните радикали в зависимост от условията за провеждането на процеса, могат да се разпределят в газовата фаза и да не участват във вторичните течнофазни реакции. При тези условия верижните процеси на термичния крекинг ще се осъществяват при участието на по-високомолекулярните и по стабилните бензилни и фенилни радикали. В резултат на това при едни и същи температури течнофазното термично разпадане на тези въглеводороди позволява да се получи значително по-висок добив от продукти на кондензация и по-малък добив на продукти от разпадането. Върху сумарните резултати от течнофазния термокрекинг на нефтени суровини оказва влияние ,,клетъчния ефект". При газофазно разпадане на въглеводородните молекули, получените радикали мигновено се разпръскват в обкръжаващата ги среда. В течна среда радикалите са обкръжени от всички страни като в клетка от съседни молекули. За да се отдалечат радикалите на растояние, при което да са кинетично независими частици, е необходимо да преодолеят допълнително активиращата бариера, чиято активираща енергия е равна на дифузията на радикалите от клетките. В резултат на многочислени изследвания са установени следните закономерности на течнофазния термокрекинг на нефтени суровини:

- процесът протича през последователни или паралелно-последователни реакции по следната схема: леки масла – полициклени аренови въглеводороди – смоли – асфалтени – карбени – карбоиди – кокс. При всеки етап се образуват газове и по-нискомолекулни продукти от междинните продукти на уплътнението. Така при термично разлагане на смоли се образуват освен асфалтени, още масла и газове. Това позволява този процес да се разглежда като обратим процес, при който вторичните продукти на уплътнението по молекулна структура не са напълно идентични с аналогичните компоненти на суровината. - при темичен крекинг на ТНО протичат фазови превръщания на групови компоненти. Така, че при термодеструкция с образуването на кокс, в коксуващата система протичат няколко фазови прехода: първия е свързан с образуване и отделяне от разтвора фазата на асфалтените, а следващия – със зараждането и утаяването на неразтворимите в аренови разтворители фази на карбените, които последователно се превръщат в карбоиди и краен продукт – кокс. Проведените през последните години изследвания от редица световно известни учени като Брукс, Тейлор, Хонда, Сюняев и Гимаева, установявят единодушно, че в продуктите на карбонизация на органични полимери, нефтени и каменовъглени пекове и ароматизирани нефтени остатъци са открити анизотропни микросферически структури с размери от 0,1 до 20 мкм. Тези структури притежават специфичните свойства на течните кристали и се наричат мезофази. Това откритие позволява да се установи механизма на течнофазния пиролиз процес на нефтена суровина. Мезофазата представлява слоест течен кристал, състоящ се предимно от кондензирани аренови структури с число на бензилните или нафталиновите пръстени от 10 до 15. Те са съединени помежду си посредством алкилни или хетероалкилни групи от вида на метиленови, диарилови, аминни, амидни и др. и имат много силни парамагнитни свойства. Според З. И. Сюняев мезофазата се състои от асоциати на асфалтени, които се образуват за сметка на междумолекулярни физични сили. С увеличаване на температурата физичните сили преминават в химични, в резултат на което се формират въглеродни кристали с анизотропни структури. В условията на коксуване или полукоксуване микросферите на мезофазата нарастват за сметка на присъединяване на молекули от карбонизираната среда и коалиране на малките сфери помежду си, след което се утаяват поради различната плътност на анизотроната и изотропна фаза;

- върху скоростта на термодеструктивното превръщане на тежките нефтени остатъци основно влияние оказва разтварящата способност на дисперсионната среда. Тя определя значението на пределната концентрация на асфалтените. Ако в дисперсионната среда преобладават алкано-циклоалканови въглеводороди, които притежават ниска разтваряща способност, то асфалтените се утаяват в разтвора дори, ако присъстват в нищожни концентроции. При наличие на "добри" разтворители, каквито са полициклините аренови въглеводороди, утаяване на асфалтените може да се получи само при надвишаване на пределната им концентрация;

- при термичния крекинг на тежки нефтени остатъци дисперсната среда не е само разтворител, но представлява и реагиращ компонент. В резултат на това в хода на процеса непрекъснато се променя химичния състав и разтварящата способност на дисперсната среда. Постепенно при уплътняване и насищане на разтвора първоначално се отделят най-високомолекулните и лошо разтворими асфалтени, в последствие и с по- специфична структура, мезофаза и кокс.

Следователно чрез регулиране дълбочината на превръщането на тежките нефтени остатъци, може да се получат продукти с необходимата степен на ароматизация или уплътняване. Явно е, термодеструктивното преработване е изключително сложен многофакторен нестационарен хетерогенен и хетерофазен дифузионен процес. Той протича при специфични, хидродинамични, масообменни и топлинни режими

Налягането, което оказва влияние върху реакциите, които протичат при термичния крекинг освен като физичен фактор на процеса, влияе и като фактор въздействащ върху направлението и скоростта на реакциите. С повишаване на налягането се увеличава температурата на кипене на въглеводородите участващи в процеса. По този начин се увеличава и относителния обем на течната фаза в реакционната зона. При подлагане на термичен крекинг на по-нискокипящи суровини относителния обем на парите и скоростта на движението им ще бъдат големи. За да протекат необходимите реакции ще е необходимо повече време, което налага престоя им в реакционната зона да е по-продължителен и обемът на тази зона трябва да е по-голям. Подобно явление се наблюдава и при крекинг на тежки суровини, от които първо се изпаряват леките фракции и без да се разпадат бързо излизат от реакционната зона. При някои разновидности на термичния крекинг, като термоконтактните процеси, ниското налягане благоприятства бързото извеждане от зоната на реакцията тежките газьолеви продукти от първичното разлагане на остатъчни суровини. По този начин не се извършва тяхното допълнително дълбоко вторично разпадане. Инсталациите, в които се провежда термичен крекинг на по-леки суровини при ниско налягане имат ниска производителност. Този вид инсталации са известни под наименованието парофазен крекинг и не са получили широко приложение в промишлеността поради ниската им рентабилност. Това е основната причина за по-голямото използване на крекинг – инсталациите под налягане, при което се получава съкращаване на реакционния обем. Налягането, както беше вече изтъкнато, влияе върху направлението и скоростта на химическите реакции, които протичат при крекинга. Това влияние зависи от условията, при които протича процеса. Ако процесът се провежда в течна фаза с тежка суровина и температура 420 – 4700С, налягането не оказва съществено влияние върху скоростта и направлението на разпадане на молекулите. Ролята на налягането е много силно при условие, че изходната суровина се намира в парна фаза. Установено, е че при повишение на налягането от порядъка на няколко стотин kN/m2 се постига увеличаване скоростната константа на крекинга, но при много високи налягания от порядъка на десетки MN/m2 се наблюдават обратни резултати. Прекомерно увеличеното налягане оказва влияние върху скоростта на вторичните реакции на уплътняване, към което са склонни много от получените при радпадането продукти. По този начин се намалява добивът на газообразните продукти, а се увеличава количеството на уплътнените продукти. При провеждане на крекинга при ниско налягане в крайните продукти се съдържат по-големи количества ненаситени въглеводороди. Така например изследванията проведени от руската академичка Е. В. Смидович показват, че в газовете при парофазния крекинг (при ниско налягане) се съдържат до 40-50% ненаситени въглеводороди, при провеждане на процеса при високо налягане – 15-20%. Същото се установява и при бензина – 40-45% при ниско налягане и 20-30% при високо налягане. Образуването на кокс при термичния крекинг се отразява отрицателно върху промишлените инсталации, тъй като ограничава времето за тяхната експлоатация. Колкото е по-тежка суровината, толкова нейната склонност към коксообразуване е по-голямо. Основно влияние върху коксообразуването оказват ареновите въглеводороди, които участват в кондензационните реакции с ненаситените въглеводороди. Получените продукти постепенно се превръщат в асфалтени и след това в карбоиди. За склонността на суровината към коксообразуване при крекинга може да се съди по съдържанието на сернокисели или силикагелови смоли, асфалтени и по количеството образуван кокс по метода на Кондрасон.

Дълбочината на термичния крекинг следователно се ограничава от образуването на кокс и газове. За да се увеличи добивът на желаните крайни продукти непрореагиралата суровина се връща под формата на рециркулация в зоната на реакцията. Като непрореагирала суровина се приемат фракциите, които се отделят от реакционните продукти и имат един и същи фракционен състав с този на изходната суровина. Отношението на количеството на рециркулиращата фракция към количесвото на изходната суровина се нарича коефициент на рециркулация, а отношението на общото количество продукт, което се подава в пещта, към количеството на изходната суровина е коефициент на натоварване. Колкото е по-висок коефициента на рециркулация, толкова е по-ниска производителността на инсталацията. При подбиране на оптимален режим на процеса и при използване на рационална конструкция на реакционните апарати така, че да се избягват местни прегрявания и закоксувания, може да се намали коефициента на рециркулация.

Обикновено за рециркулат в инсталациите за термичен крекинг се използва газьолевата фракция, която съдържа около 30-40% полициклени аренови въглеводороди. Това позволява да се ароматизира и повиши агрегативната устойчивост на вторичните суровини и да се подобрят условията за формирането на надмолекулни образования и добра структура на получения кокс. Прекомерното увеличаване коефициента на рециркулация води до намаляване производителността на инсталациите по отношение на първичната суровина, по отношение на добива на кокс и възстановяването на експлотационните разходи. Повишен коефициент на рециркулация до 1,4-1,8 е оправдано само при производство на иглест кокс. Коксуването на остатъци от пряка дестилация се препоръчва да се провежда при нисък коефициент или без рециркулация на газьолевите фракции. Реакциите на темичното разлагане на въглеводородните молекули от изходната суровина са ендотермични, реакциите на уплътняване са екзотермични. В крайна сметка сумарния топлиненен ефект на термичния крекинг зависи от вида на реакциите, които преобладават.

Редактирано от ISTORIK

Share this post


Link to post
Share on other sites

Малко информация относно използването на спиртове за повишаване на октановото число (ОЧ) на бензините.

Алкохолите (метилов,етилов, изопропилов) значително повишават ОЧ на бензините. С максимални октанови показатели се характеризират бензините, съдържащи в състава си 5% алканол с брой на въглеродните атоми от С1 (ОЧи=134) до С5 (ОЧи=94).

Повечето алкохоли са хигроскопични и бензиноспиртовите смеси поглъщат влагата от въздуха. При това се образува нова долна фаза, състояща се от вода и спирт. Използването на такива смеси е съпроводено с определени трудности:

  • корозия на деайлите от горивната система;
  • допълнителни разходи при съхраняването на големи обеми;
  • сериозен качествен конторол.

Алкохолите не са намерили приложение като моторни горива в чист вид. Причина за това са техните особени физикохимични и експлуатационни свойства. Те имат ниска топлина на изгаряне, висок парен натиск (налягане на наситените пари), голяма топлина на изпраение (влошават се пусковите свойства при отрицателни температури), при изгарянето им се образуват алдехиди и карбонови киселени (не се обезвреждат от каталитичните неутралитзатори на газовете, поставени в съвременните автомобили). Алкохолите са химически активни съединения с висока корозионна агресивност към цветните метали, влизащи в състава на сплавите от които са изработени детайлите на горивната апаратура (цинк, олово, магнезий, манган). Силно изразените свойства на разтворители, които притежават алкохолите водят до набухване и влошаване на физикохимичните свойства на пластмасовите и гумени елементи (маркучи, тръби, гарнитури, уплътнения и т.н.).

Ето защо алкохолите могат да бъдат разглеждани само като високооктанови добавки към бензините. Многобройни изследвания, проведени в страните от Европейския съюз и Русия показват, че при добавяне на спитрт в състава на бензина в количество до 10% [до 2,7%(тегловни) кислород] свойствата на горивата значително се подобряват. При това почти не възникват трудности при експлуатацията на такива смеси.

В повечето страни използването на смеси от бензин и метанол е забранено, поради високата токсичност на метиловия спирт. Но съществуват области и региони, където с разрешение на съответние санитарно-епидемиологични служби смеми бензин/метанол могат да се използват като автомобилно гориво (при спазване на определени правила).

Октановите характерстики на различните алкохоли са показани по-долу:

Коипонент...........ОЧи....ОЧм

Метанол:..............114....95

Етанол:................111....94

Изопропанол:.......106....99

Бензин (А98):.........98....88

В САЩ и Бразилия се използва гориво Газохол (смеси от бензин с 10-20% биоетанол). В САЩ основното количество етанол се добива при преработката на царевица. Миналата година един от най-големите световни лидери в нефтопреработката Valero Energy Co обяви, че възнамерява да купи 7 завода на компанията VeraSun Energy. Тази сделка на стойност 477 милиона долара се смята за първата инвестиция на нефтена компания в сферата на биогоривата. По данни на американската агенция по възобновяеми горива към 2009 г. в САЩ работят повече от 200 завода за производство на биоетанол. Тяхнато обща производствена мощност е 40 милиарда литра годишно. Основните източници за биоетанол са царевицата и целулозата.

В Бразилия етанолови смеси се използват още от 1939 г. Високите цени на нефта през 70-е години на миналия век са подтикнали правителството да приеме постановление за производството на автомобили, работещи на чист етанол, за да се намали петролната зависимост на страната. Едновременно с това се е решил въпросът относно вътрешното производство на биоетанол от захарна тръстика и от биомаса (огромни количества гниеща органична материя в джунглите). В момента в страната широко се използват смеси Е85. Много автомобилни производители се съобразяват ссъ спецификата на бразилския пазар и разработват специални двигатели.

Редактирано от Arcturus

Share this post


Link to post
Share on other sites

****

В Бразилия етанолови смеси се използват още от 1939 г. Високите цени на нефта през 70-е години на миналия век са подтикнали правителството да приеме постановление за производството на автомобили, работещи на чист етанол, за да се намали петролната зависимост на страната. Едновременно с това се е решил въпросът относно вътрешното производство на биоетанол от захарна тръстика и от биомаса (огромни количества гниеща органична материя в джунглите). В момента в страната широко се използват смеси Е85. Много автомобилни производители се съобразяват ссъ спецификата на бразилския пазар и разработват специални двигатели.

Има ли готови прототипи?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Да, има готови прототипи.

Всичко започва преди 8 години, когато през май 2003 г. от Volkswagen пускат в масово производство Golf 1.6 Total Flex. Aвтомобилът е със система за универсално потребление на горивото Flexible Fuel Vehicle (FAV). FAV е автомобил с гъвкав избор на горивото - може да се задвижва както от бензин, така и от смеси от бензин и етанол в различни количества (от 5 до 95%). Примерът на немците е последван от Chevrolet, които само два месеца по-късно представят Corsa 1.8 Flexpower. Автомобилът е оборудван с агрегат Power Train, разаработен съвместно с инженерите от FIAT.

През 2003 г. в Бразилия са произведени 39 853 леки и 9 411 лекотоварни автомобила със системи за универсално потребление на гориво. Две години по-късно почти всички световни производители имат модели със система Flexible Fuel Vehicle, предназначени за бразилския пазар. През 2005 г. лидиращи позиции заемат компаниите Chevrolet, FIAT, FORD, Peugeot, Renault, Volkswagen. Броят продадени автомобили със система за универсално потребление на гориво постоянно се увеличава. Така например, през 2004 г. делът им е 15,2% от цялото количество нови автомобили, през 2005 г. - 38,6%, през 2006 г. - 59,7%, през 2007 г. - 71,9%. Съществуват данни (Brasil Tem 5 milihoes de veiculos bicombustiveis), че през март 2008 г. в Бразилия са регистрирани около 5 милиона автомобила, работещи на биогорива (в чист вид или в смес с нефтени горива).

Бразилия е един от най-големите производители на биоетанол в света. Цялото количество биоетилов спирт идва от първичната преработка на захарна тръстика и от вторичната преработка на меласа. Тази страна е уникална и с това, че разходите за получаване на 1 l биоетанол са изключително ниски - 0,17 евро на литър. Не може да се отрече, че Бразилия има едно много важно преимущество по сравнение с други страни - благоприятен климат, който позволява бързия растеж на захарната тръстика.

През седемдесетте години на миналия век Бразилското правителство започва мащабна програма за развитие на производството на етанол. За разлика от други страни (например, нашата мила татковина) поетия курс в даденото направлени остава, независимо от това, че се сменят много правителства. Днес резултатите на програмата са следните:

- създаден е специален пазар за бензинови автомобили, работещи на бензинови смеси с различно съдържание на етанол. Голяма част от тези автомобили се сглобяват в страната. Това води до повишаване на заетоста на населението;

- създадени са около 640 хиляди основни работни места;

- създадени са около 9 милиона допълнителни работни места;

- намалена е петролната зависимост на страната;

- отчетено е увеличение на търговския баланс на Бразилия;

- към момента на 85% от бразилските бензиностанции се предлага биоетанол в един или друг вид.

P.S. Бразилия е на второ място в света по производството на захар (след Индия).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Благодаря ти. .

Има ли информация в нета за системите за смесване и подаване на гориво към двигателя?

Също така за очакваните стойности на КПД?

Благодаря за отговорите.

Поздрави Б.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Някъде четох (като че ли беше в Scientific American), че при производството на етанол от царевица всъщност се влага повече енергия, отколкото може да се получи от етанола като гориво.

Доколкото имам спомен (защото с химия не съм се занимавал много отдавна :) ) енергийната плътност на етанола е около 20% по-ниска от тази на бензина, т.е. разходът на гориво би следвало да е по-голям и най-вероятно ако се използва в ДВГ проектирани за бензин КПД-то ще е по-ниско.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Благодаря за интереса!

В написаното по-горе исках да кажа, че са разработени специални двигатели, консумиращи смеси от бензин и етанол (биоетанол). Съществуват данни, че при проектирането им инженерите са отчели вида на използваното гориво. Предполагам, че тези агрегати се отличават от класическите бензинови двигатели. Точно това имах пред вид, когато писах, че повечето автомобилни производители се съобразяват със спецификата на пазара в дадения район.

В английската страничка на Wikipedia са изложени интересни данни относно автомобилите със система Flexible-fuel vehicle. За съжаление няма превод на български език. На сайта на Chrysler също има информация по въпроса.

Още веднъж подчертавам, че става въпрос за специално разработени бензино-етанолови двигатели, притежаващи конструктивни отличия от класическите бензинови агрегати. И аз проявявам интерес към устройството им, но за съжаление все още не не съм търсил особено в нета.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ауди направи бензин без нефт (рус.)

Полученото вещество е наречено Е-бензин и представлява чист изооктан (без сяра и бензол) с октаново число 100. Получава се на две стъпки, като първата е от растителна суровина да се отдели газ изобутилен, който след това се втечнява. Вече са почнали стендови изпитания.

Редактирано от pnp5q

Share this post


Link to post
Share on other sites

Китай е новият властелин на горивата: Започна добивът на „горящ лед”, със 100 л колата минава 50 000 км
Китай постигна исторически пробив в добива на горива, след като негови сондьори за пръв път започнаха добив на „горящ лед“ от дъното на Южнокитайско море, съобщи агенция Синхуа, като цитира министъра на земните и природните ресурси Цзян Дамин. Според централната китайска телевизия способният да гори лед е съединение на природния газ и водата, превърнало се в кристално вещество под въздействието на ниски температури и високо налягане. Природните газови хидрати приличат на лед, но са стабилни при високи налягания над 50 атмосфери. Извадени от морското дъно на борда те се топят бавно, като от един обем хидрат се отделят над 150 обема метан и 0,8 обема вода. "Постижението е също толкова голямо събитие в енергетиката както шистовата революция в САЩ“, заяви заместникът на Управлението за геоложки изследвания към министерството Ли Цзинфа. Образците „горящ лед“ са извлечени от 1,2 км под морското дъно чрез сонда, която преминава през 200-метров воден слой. Находището е на 285 км югоизточно от Хонконг и е открито още през 2007 г., но промишленият добив започва едва сега. Вече са добити 120 000 куб. м от този енергоносител, в който съдържанието на метан е 99,5%. "Работим от 8 дни и на ден извличаме не по-малко от 10 000 куб. м. „горящ лед“, като понякога дневният добив е 35 000 куб. м.“, каза пред журналисти Ли Цзинфа, цитиран от ТАСС. Един кубически метър от това вещество е еквивалентен на 160 куб. м. природен газ в нормално състояние. Със 100 л метан лека кола може да измине 300 км, а със 100 л „горящ лед“ 100 л - 50 000 км. Канада и Япония също правят опити за добив на „горящ лед“ от морското дъно, обаче още не са преодолели многобройните технически проблеми. Зам.-генералният директор на руския Фонд за национална енергийна сигурност по газовите проблеми Алексей Гривач обаче обяснява пред BFM, че метановото гориво да бъдещето по-скоро е в сферата на перспективните научни разработки. На Земята все още има достатъчно много запаси от природен газ, който се извлича с много по-малко инвестиции и технологични проблеми. Според него информацията за „горящия лед” е пиар, а за реални успехи все още липсват. Подобно мнение изразява и Владимир Фейгина, президент на фонда "Институт по енергетика и финанси". Той обяснява, че с добива на газохидрати се занимават вече десетилетия, но засега не са успели да го направят иконочески ефикасен. Ако някой успее да направи това в големи мащаби, това ще е голям пробив тъй като запасите от газохидрати за много повече отколкото запасите от традиционния газ. Оценките на световните им запаси варират в широк диапазон - между 550 и 1000 гигатона въглерод. Планирано е през 2018 г. по германския проект SUGAR да бъде тествана технология за добив на метан от газовите хидрати в Черно море. Това ще стане със специална дънна сондажна установка в българската икономическа зона. Това обясни преди време във в. „Черно море” доц. д-р Атанас Василев от секция „Морска геология” в Института по океанология на БАН. Повечето европейски държави имат големи проекти за изследване на газовите хидрати, финансирани както по линия на ЕК, така и на национални програми. Германският проект SUGAR (Submarine Gas Hydrate Reservoirs) е сред най-напредналите и добре финансирани, обясни доц. Василев. Неговата крайна цел е създаването на работещи технологии за добив на метан от морски газови хидрати. Академични и частни организации разработват три различни технологии. Най-известна и в напреднала фаза на изпитания е дънната сондажна система MeBo. Тя може да достига газовите хидрати в Черно море. Апаратурата работи на дълбочина 2000 метра и сондира до 200 м под морското дъно. В момента се разработва следващ прототип за сондажи до 500 м. Новата апаратура ще направи достъпни 90% от известните големи находища на газови хидрати, посочи доц. Василев. Според изчисленията на експертите запасите от газохидрати в българската акватория на Черно море биха стигнали на страната ни за следващите 400 години при сегашното ниво на потребление.

 https://www.blitz.bg/ikonomika/kitay-e-noviyat-vlastelin-na-gorivata-zapochna-dobivt-na-goryashch-led-ss-100-l-kolata-minava-50-000-km_news513981.html

Share this post


Link to post
Share on other sites
Преди 14 минути, Joro-01 said:

Квойтуй? Метанхидрати ли? Или Хидриди беше?...

Недей се втилясва, важното е дали може да гори :ag:

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ми може ако е това. В нашето море май също има метанхидрати, ама сероводородът е много повече и БАНци искат да горят него.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Четох, че по време на Втората световна война от САЩ са изпращали за Англия керосин. За по удобен транспорт е бил

втвърдявян. Интересувам се от студения метод за втвърдяване. Знае ли някой нещо по този въпрос.

   Предварително благодаря.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Напиши ново мнение...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Зареждане...

За нас

Всяка помощ за нас е ценна и се надяваме с общи усилия да успеем да поддържаме това място на научни дискусии живо. Форум "Наука" е сред малкото активни форуми в България, изключително полезно и нужно място за свободна обмяна на мисли и знания.

baner_event_marco

За контакти:

×
×
  • Create New...