Какие углеводороды содержатся в бензине
Виды топлива для автомобилей
Данный раздел дает основные представления об отечественных топливах, причем особое внимание уделено их свойствам, определяющим необходимость применения моющих присадок и присадок-модификаторов к топливу.
1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
С момента появления первых двигателей внутреннего сгорания и до настоящего времени основными видами топлива для автотранспорта остаются продукты переработки нефти — бензины и дизельные топлива. Эти топлива представляют собой смеси углеводородов и присадок, предназначенных для улучшения их эксплуатационных свойств. В состав бензинов входят углеводороды, выкипающие при температуре от 35 до 2000С, а в состав дизельных топлив — углеводороды, выкипающие в пределах 180-3600С. Производство топлива включает комплекс технологических процессов переработки нефти и нефтепродуктов.
1.2. БЕНЗИНЫ
Бензин — это смесь легкокипящих жидких углеводородов различного строения с температурой кипения 35…2000С, получаемая при перегонке нефти, осушке природного газа, переработке твердых видов топлива и при вторичной переработке продуктов перегонки нефти (например, мазута). Наиболее важными для бензинов являются требования к детонационной стойкости и фракционному составу, от которых зависят их эксплуатационные характеристики. Бездетонационная работа двигателя достигается применением бензина с требуемой детонационной стойкостью. Наименьшей детонационной стойкостью обладают нормальные парафиновые углеводороды, а наибольшей — ароматические углеводороды. Варьируя углеводородный состав, получают бензины с различной детонационной стойкостью, характеризуемый октановым числом (ОЧ). Октановое число — это цифра, показывающая антидетонационную стойкость бензина. Чем выше ОЧ, тем выше стойкость бензина против детонации. Определение ОЧ производится на специальных моторных установках.
Существуют два метода определения ОЧ: — исследовательский (ОЧИ — октановое число по исследовательскому методу); — моторный (ОЧМ — октановое число по моторному методу). Численное значение ОЧИ больше ОЧМ. Буква «А» означает, что бензин автомобильный. Численное значение — это октановое число бензина. Наличие после буквы «А» буквы «И» означает, что октановое число определено по исследовательскому методу. Если после буквы «А» нет буквы «И», то октановое число определено по моторному методу. Российскими стандартами предусмотрены следующие марки бензинов: А-76, А-80, АИ-91, АИ-92, АИ-93, АИ-95, АИ-98. Наиболее важным конструктивным фактором, определяющим требования двигателя к октановому числу, является степень сжатия. Повышение степени сжатия двигателей позволяет улучшить их технико-экономические и эксплуатационные показатели. При этом возрастает мощность и снижается удельный расход топлива. Однако с увеличением степени сжатия необходимо применять бензин с более высоким октановым числом. Поэтому важнейшим условием бездетонационной работы двигателей является соответствие октанового числа, применяемого бензина и степени сжатия двигателя.
Следует подчеркнуть, что требуемое октановое число зависит не только от степени сжатия, но еще от формы камеры сгорания, максимальной частоты вращения коленчатого вала, теплонапряженности двигателя, наличия наддува и других факторов. Поэтому, встречаются ДВС, у которых степень сжатия отличается на 1…2 единицы, а бензин для них рекомендован один и тот же. Для повышения детонационной стойкости бензинов в их состав вводят антидетонаторы — вещества, которые при добавлении к бензину в относительно небольших количествах резко повышают его антидетонационную стойкость. К их числу относятся антидетонаторы на основе ароматических аминов, соединений ферроцена и марганца или их смесь.
С фракционным составом связаны такие характеристики двигателя, как его пуск, образование паровых пробок в системе питания двигателя, прогрев и приемистость, экономичность и долговечность работы. Учитывая противоречивые требования к фракционному составу бензина в части содержания низкокипящих фракций с позиций обеспечения пуска двигателя, с одной стороны, и образования паровых пробок, обледенения карбюратора и потерь на испарение — с другой. У нас в стране вырабатываются два вида бензинов — зимний и летний. Эти бензины имеют оптимальный фракционный состав для определенных температурных условий и позволяют без осложнений эксплуатировать автомобили в различное время года. Все отечественные стандарты предусматривают содержание в бензинах серы (до 0,05…0,10%) и фактических смол (до 30…100 мг/л). Эти включения вызывают вредные отложения и коррозию деталей ДВС. В соответствии со стандартами бензины не должны содержать воду, механические примеси, водорастворимые кислоты и щелочи, однако на практике встречаются случаи существенного отклонения от этих требований.
1.3. ДИЗЕЛЬНЫЕ ТОПЛИВА
Дизельное топливо (ДТ) для автомобильных дизелей изготавливают из дистиллятных фракций прямой перегонкой нефти, а также из дистиллятных фракций, подвергнутых гидроочистке и депарафинизации с добавлением до 1% изопропилнитрата для повышения цетанового числа. ДТ состоит в основном из двух компонентов: легко воспламеняемой жидкости (цетана) и плоховоспламеняющегося метилнафталина. Наиболее важными эксплуатационными свойствами дизельного топлива являются его воспламеняемость и прокачиваемость. Воспламеняемость топлива характеризует его способность к самовоспламенению. Цетановое число (ЦЧ) — это процентное содержание цетана в дизельном топливе по отношению к метилнафталину.
Цетановое число (ЦЧ) характеризует способность топлива к самовоспламенению. Чем выше ЦЧ, тем лучше топливо самовоспламеняется. Повышение ЦЧ улучшает самовоспламеняемость топлива при конкретных условиях, что способствует облегчению запуска дизеля. Оптимальный диапазон для ЦЧ = 45…50 единиц. Если ЦЧ ниже 45, то это приводит к «жесткой» работе дизеля (см. Раздел 1, п. 5.6), а если выше 55, то топливо слишком рано воспламеняется, не успев хорошо перемешаться с воздухом. Последнее ухудшает эффективность и полноту сгорания топлива, увеличивая тем самым его расход. В различных российских стандартах на дизтопливо ограничение по минимальному значению цетанового числа неодинаково и принадлежит диапазону 35…45. По стандартам Швеции, например, цетановое число должно быть не менее 47…50, в Калифорнии — не менее 48. Прокачиваемость дизтоплива характеризует способность топлива к перетеканию в системе питания дизеля от топливного бака до распылителя форсунки. Прокачиваемость зависит от свойств применяемого дизтоплива (температуры помутнения, предельной температуры фильтруемости, температуры застывания, содержания механических примесей и воды) и конструктивных особенностей системы питания и фильтрации топлива.
Тф — предельная температура фильтруемости — это температура, при которой топливо при охлаждении в определенных условиях перестает проходить через специальный топливный фильтр.
Тп — температура помутнения — это температура, при которой в процессе охлаждения топливо теряет прозрачность.
Тп близка к Тф. Помутнение вызвано выпадением высокоплавких углеводородов (парафинов, алканов) в виде кристаллов, способных забить собой топливные фильтры. Поэтому рабочая температура применения дизтоплива должна быть выше температуры его помутнения.
Тг — температура застывания (гелеобразования) топлива — температура в процессе охлаждения дизтоплива, при которой топливо в специальном приборе, наклоненном под углом 450С, сохраняет неподвижность в течение 1 минуты. Этот показатель служит для оценки возможности заправки, транспортирования, слива и перелива дизельного топлива при отрицательных температурах окружающего воздуха. За нижний температурный предел применения любого дизельного топлива принимают температуру, которая на 3…50С выше температуры помутнения. Эксплуатационную оценку принято производить также по температуре застывания, руководствуясь следующим правилом: самая низкая температура окружающего воздуха, при которой возможно применение данного дизтоплива, должна быть на 10…150С выше температуры застывания. Марки отечественного дизтоплива устанавливают в зависимости от условий применения. ГОСТ 305-82 предусматривает дизтопливо:
- Л — летнее: для эксплуатации при температуре окружающего воздуха 00С (Цельсия) и выше.
- 3 — зимнее: а) для эксплуатации в умеренной климатической зоне при температуре окружающего воздуха -200С и ниже (Тг = -350С); б) для эксплуатации в холодной климатической зоне при температуре окружающего воздуха -300С и ниже (Тг = -450С).
- А — арктическое: для эксплуатации при температуре окружающего воздуха -450С и ниже (Тг = -550С).
Дизельные топлива, как и бензины, имеют условные обозначения. В обозначение летнего дизтоплива входит массовая доля серы и температура вспышки. Например, Л-0,2-40 означает: массовая доля серы 0,2%, температура вспышки 400С. В обозначение зимнего дизтоплива входит массовая доля серы и температура застывания. Например, 3-0,4-35 означает: массовая доля серы 0,4%, температура застывания минус 350С. В обозначение арктического дизтоплива входит только массовое содержание серы.
По сравнению с бензинами в отечественных дизтопливах содержание серы существенно больше (в 5-10 раз). Для дизтоплива содержание серы строго нормируется по двум составляющим: по общей сере (обычно не более 0,2…0,5%) и меркаптановой сере (обычно не более 0,01%). При сгорании из серы образуются ее оксиды, которые оказывают коррозионное воздействие на металлы — детали ЦПГ. При низких температурах оксиды серы легко растворяются в капельках воды, образуя сернистую и серную кислоты.
Наиболее агрессивными по коррозии являются меркаптаны и сероводород. От содержания в дизтопливе серы существенно зависит срок службы дизеля. Чем больше серы, тем интенсивнее коррозионное изнашивание дизеля, поэтому в промышленно развитых странах содержание серы в дизтопливе ограничено более жесткими стандартами. Так, в Калифорнии содержание серы ограничено значением 0,05%, что в 4… 10 раз меньше по сравнению с российскими видами дизтоплива, а в Швеции требования к содержанию серы еще более строгие.
Важным эксплуатационным свойством дизельного топлива является его склонность к образованию нагара и лаковых отложений в двигателе. Отложения приводят к нарушениям в работе двигателя, что ухудшает его технико-экономические и экологические показатели. Количество вредных отложений в двигателе возрастает при увеличении содержания в дизтопливе серы и сернистых соединений, фактических смол, непредельных и ароматических углеводородов (йодного числа), несгораемых неорганических соединений (зольности).
Повышение зольности топлива увеличивает износ деталей ЦПГ и топливной аппаратуры дизеля.
Все отечественные стандарты не допускают наличие в дизтопливе воды и механических примесей. Однако на автозаправочных станциях этим требованиям дизтопливо соответствует крайне редко. Концентрация фактических смол в дизтопливе российскими стандартами ограничена и для разных топлив не должна превышать 200…400 мг/л, т.е. в среднем она в 4 раза выше, чем у российских бензинов.
1.4. ДРУГИЕ ВИДЫ ТОПЛИВА
Альтернативные топлива — это природный газ, нефтяной углеводородный газ (пропан-бутановый), спирты, синтетическое топливо, водород, генераторный газ и др. Каждый вид топлива по сравнению с обычными нефтяными топливами имеет как преимущества, так и недостатки. Превалирование последних в настоящее время препятствует широкому распространению альтернативных топлив.
Ñõåìà óñòàíîâêè äëÿ îïðåäåëåíèÿ ôðàêöèîííîãî ñîñòàâà òîïëèâà. Ñðàâíåíèå ýôôåêòèâíîñòè ðàçëè÷íûõ ñïîñîáîâ ïîëó÷åíèÿ âîäîðîäà. Òåïëîïðîâîäíîñòü óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ. Êàòàëèç îêèñëåíèÿ óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ. Ñõåìà òåðìîâîçäóøíîãî ãàçèôèêàòîðà áåíçèíà.
Ñòóäåíòû, àñïèðàíòû, ìîëîäûå ó÷åíûå, èñïîëüçóþùèå áàçó çíàíèé â ñâîåé ó÷åáå è ðàáîòå, áóäóò âàì î÷åíü áëàãîäàðíû.
Ðàçìåùåíî íà https://www.allbest.ru/
Óãëåâîäîðîäíîå òîïëèâî åãî âèäû è çíà÷åíèå
Óãëåâîäîðîäíûå òîïëèâà — ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ñìåñü óãëåâîäîðîäîâ.
Ñõåìà óñòàíîâêè äëÿ îïðåäåëåíèÿ ôðàêöèîííîãî ñîñòàâà òîïëèâà. Óãëåâîäîðîäíîå òîïëèâî ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé æèäêîñòü ñëîæíîãî ñîñòàâà, ñîñòîÿùóþ èç áîëüøîãî êîëè÷åñòâà èíäèâèäóàëüíûõ óãëåâîäîðîäîâ. Òàêàÿ æèäêîñòü íå èìååò îïðåäåëåííîé òåìïåðàòóðû êèïåíèÿ, ïðîöåññ êèïåíèÿ ïðîèñõîäèò â íåêîòîðîì èíòåðâàëå òåìïåðàòóð. Õàðàêòåðíûìè òî÷êàìè ôðàêöèîííîãî ñîñòàâà îáû÷íî ñ÷èòàþò òåìïåðàòóðó íà÷àëà êèïåíèÿ, òåìïåðàòóðó âûêèïàíèÿ 10, 50, 90 % îáúåìà òîïëèâà è òåìïåðàòóðó êîíöà êèïåíèÿ.
Óãëåâîäîðîäíûå òîïëèâà îáëàäàþò ñâîéñòâîì ïîãëîùàòü âîäó èç âîçäóõà è ðàñòâîðÿòü åå. Ðàñòâîðèìîñòü âîäû â òîïëèâå íåâåëèêà è çàâèñèò ïðè ïðî÷èõ ðàâíûõ óñëîâèÿõ îò òåìïåðàòóðû è õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà òîïëèâà. Íàèáîëåå ãèãðîñêîïè÷íûìè ÿâëÿþòñÿ àðîìàòè÷åñêèå óãëåâîäîðîäû è îñîáåííî áåíçîë. Ïîýòîìó òîïëèâà, áîãàòûå àðîìàòè÷åñêèìè óãëåâîäîðîäàìè, îáëàäàþò ïîâûøåííîé ãèãðîñêîïè÷íîñòüþ.
Óãëåâîäîðîäíîå òîïëèâî, ïîñòóïàþùåå ïðè 260 Ñ, ïîäâåðãàåòñÿ êðåêèíãó ïðè 500 Ñ â ïñåâäî îææåííîì ñëîå; ïðèìåíÿåòñÿ òåõíîëîãè÷åñêàÿ ñõåìà ðåàêòîð — ðåãåíåðàòîð.
Óãëåâîäîðîäíûå òîïëèâà ìàëî ðàçëè÷àþòñÿ ïî êîëè÷åñòâó âîçäóõà, òåîðåòè÷åñêè íåîáõîäèìîãî äëÿ ïîëíîãî åãî ñãîðàíèÿ — â ïðåäåëàõ îò 13 9 äî 15 0 êã / êã òîïëèâà. Ïðè÷åì ÷åì âûøå ìàññîâàÿ òåïëîòà ñãîðàíèÿ òîïëèâà (âûøå ñîîòíîøåíèå âîäîðîäà ê óãëåðîäó), òåì áîëüøå âîçäóõà íåîáõîäèìî äëÿ åãî ñãîðàíèÿ.
Óãëåâîäîðîäíûå òîïëèâà õàðàêòåðèçóþòñÿ âûñîêîé òåïëîòîé ñãîðàíèÿ. Ïðîäóêòàìè èõ ïîëíîãî ñãîðàíèÿ ÿâëÿþòñÿ, ãëàâíûì îáðàçîì, äâóîêèñü óãëåðîäà è âîäà. Ëèøü âîäîðîä, áåðèëëèé è áîð èìåþò áîëüøèå òåïëîòû ñãîðàíèÿ, ÷åì óãëåâîäîðîäû. Îäíàêî Ïðè èõ èñïîëüçîâàíèè â êà÷åñòâå òîïëèâ âîçíèêàþò âåñüìà ñëîæíûå ïðîáëåìû, êîòîðûå çäåñü íå ðàññìàòðèâàþòñÿ. Ïî ýêñïëóàòàöèîííûì ñâîéñòâàì óãëåâîäîðîäû êàê òîïëèâà îòëè÷àþòñÿ çíà÷èòåëüíûìè ïðåèìóùåñòâàìè.
Óãëåâîäîðîäíûå òîïëèâà îòëè÷àþòñÿ âûñîêîé ñêîðîñòüþ è ïîë-íîòîé ñãîðàíèÿ. Áëàãîäàðÿ ýòîìó äâèãàòåëü ïîëó÷àåò äëÿ ñâîåé ðàáîòû òåïëîâîé çàðÿä áîëüøîé ïëîòíîñòè â âåñüìà êîðîòêèé îòðåçîê âðåìåíè. Ïðè õîðîøî îðãàíèçîâàííîì ïðîöåññå ïîëíîòà ñãîðàíèÿ óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ äîñòèãàåò 98 % è áîëåå.
Óãëåâîäîðîäíûå òîïëèâà ìàëî ðàçëè÷àþòñÿ ïî êîëè÷åñòâó âîçäóõà, òåîðåòè÷åñêè íåîáõîäèìîãî äëÿ ïîëíîãî åãî ñãîðàíèÿ — â ïðåäåëàõ îò 13 9 äî 15 0 êã / êã òîïëèâà. Ïðè÷åì ÷åì âûøå ìàññîâàÿ òåïëîòà ñãîðàíèÿ òîïëèâà ( âûøå ñîîòíîøåíèå âîäîðîäà ê óãëåðîäó), òåì áîëüøå âîçäóõà íåîáõîäèìî äëÿ åãî ñãîðàíèÿ.
Óãëåâîäîðîäíûå òîïëèâà îáëàäàþò ñâîéñòâîì ïîãëîùàòü âîäó èç âîçäóõà è ðàñòâîðÿòü åå. Ðàñòâîðèìîñòü âîäû â òîïëèâå íåâåëèêà è çàâèñèò ïðè ïðî÷èõ ðàâíûõ óñëîâèÿõ îò òåìïåðàòóðû è õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà òîïëèâà. Íàèáîëåå ãèãðîñêîïè÷íûìè ÿâëÿþòñÿ àðîìàòè÷åñêèå óãëåâîäîðîäû, è îñîáåííî, áåíçîë. Ïîýòîìó òîïëèâà, áîãàòûå àðîìàòè÷åñêèìè óãëåâîäîðîäàìè, îáëàäàþò ïîâûøåííîé ãèãðîñêîïè÷íîñòüþ.
Óãëåâîäîðîäíîå òîïëèâî, êîòîðîå íàõîäèòñÿ â ãàçîîáðàçíîì ñîñòîÿíèè ïðè òåìïåðàòóðå îò 15 Ñ è àòìîñôåðíîì äàâëåíèè.
Óãëåâîäîðîäíûå òîïëèâà áåç äîáàâîê íåóãëåâîäîðîäíûõ ñîåäèíåíèé îáëàäàþò âûñîêîé ôèçè÷åñêîé ñòàáèëüíîñòüþ.
Ãèãðîñêîïè÷íîñòü óãëåâîäîðîäîâ. Óãëåâîäîðîäíûå òîïëèâà îáëàäàþò ñâîéñòâîì ïîãëîùàòü âîäó èç âîçäóõà è ðàñòâîðÿòü åå.
Ëåãêîå óãëåâîäîðîäíîå òîïëèâî, ïåðåâîçèìîå â æèäêîì âèäå, à èñïîëüçóåìîå â ãàçîîáðàçíîì, íàçûâàþò ñæèæåííûì ãàçîì. Îí ïîëó÷àåò øèðîêîå ïðèìåíåíèå â êà÷åñòâå òîïëèâà â ãîðîäàõ è ñåëüñêèõ ðàéîíàõ.
Óãëåâîäîðîäíûå òîïëèâà òèïà êåðîñèíà è øèðîêîé áåíçèíî-ëèãðîèíî-êåðîñèíîâîé ôðàêöèè èìåþò áëèçêèå ïðåäåëû óñòîé÷èâîãî ãîðåíèÿ â äâèãàòåëå.
Äëÿ óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ îòíîøåíèå ÑÐ / ÍÐ îïðåäåëÿåòñÿ ñ ó÷åòîì îòíîñèòåëüíîãî ñîäåðæàíèÿ óãëåðîäà è âîäîðîäà â ðàáî÷åé ìàññå òîïëèâà.
Äëÿ óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ ýòî ñáëèæåíèå â ïåðâîì ïðèáëèæåíèè ( çà èñêëþ÷åíèåì îáëàñòè, áëèçêîé ê îáëàñòè ìàêñèìàëüíîé êîíöåíòðàöèè èíåðòíîãî ãàçà) ïðîèñõîäèò ïðÿìî ïðîïîðöèîíàëüíî èçìåíåíèþ êîíöåíòðàöèè èíåðòíîãî ãàçà è â îñíîâíîì âñëåäñòâèå ñìåùåíèÿ âåðõíåãî ïðåäåëà.
Äûìíîñòü ïðîäóêòîâ ñãîðàíèÿ Ä òîïëèâà ÒÑ-1 íà âûõîäå èç êàìåðû ñãîðàíèÿ ÃÒÄ â çàâèñèìîñòè îò äàâëåíèÿ â êàìåðå ß ( ïî äàííûì Ê. Í. Åðàñòîâà. Ðàñõîä óãëåâîäîðîäîâ è òîïëèâà GT, ñæèãàåìûõ áåç äûìëåíèÿ, â çàâèñèìîñòè îò äàâëåíèÿ Ð [ 140 ]. Ñêëîííîñòü óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ ê äûìëåíèþ õàðàêòåðèçóåòñÿ âûñîòîé íåêîïòÿùåãî ïëàìåíè, ëþìèíîìåòðè÷åñêèì ÷èñëîì è îïðåäåëÿåòñÿ íåïîñðåäñòâåííî ïðè êâàëèôèêàöèîííûõ èñïûòàíèÿõ òîïëèâ íà ìîäåëüíîé êàìåðå ñãîðàíèÿ.
Ñðàâíåíèå ýôôåêòèâíîñòè ðàçëè÷íûõ ñïîñîáîâ ïîëó÷åíèÿ âîäîðîäà. Äëÿ óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ åäèíñòâåííûì îãðàíè÷åíèåì ÿâëÿåòñÿ ìèíèìóì ïðîèçâîäèòåëüíîñòè, ïðè êîòîðîé åùå îïðàâäûâàåòñÿ ñðàâíèòåëüíàÿ ñëîæíîñòü êîíñòðóêöèè óñòàíîâîê. Ïðè ýòîì ïåðâîñòåïåííûé èíòåðåñ ïðåäñòàâëÿþò óñòàíîâêè íà æèäêèõ íåôòåïðîäóêòàõ êàê íàèáîëåå óíèâåðñàëüíûå.
Ñðåäè óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ õóäøóþ ôèëüòðóåìîñòü ïðè îäèíàêîâûõ óñëîâèÿõ èìåþò äèçåëüíûå òîïëèâà, íàèëó÷øóþ — áåíçèíû. Íà óñòàíîâêå, ìîäåëèðóþùåé òîïëèâíóþ ñèñòåìó ëåòàòåëüíûõ àïïàðàòîâ, áûëà èññëåäîâàíà ôèëüòðóåìîñòü ðàçëè÷íûõ òîïëèâ.
Òåïëîïðîâîäíîñòü óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ çàâèñèò îò õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà è òåìïåðàòóðû.
Òåïëîïðîâîäíîñòü óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ çàâèñèò îò èõ õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà è ïðè 0 Ñ è àòìîñôåðíîì äàâëåíèè ëåæèò â ïðåäåëàõ 0 115 — 0 125 Âò / (ì — Ê), Ñ ïîâûøåíèåì òåìïåðàòóðû òåïëîïðîâîäíîñòü òîïëèâ óìåíüøàåòñÿ; äàâëåíèå âëèÿåò íåçíà÷èòåëüíî. Íàèáîëüøóþ òåïëîåìêîñòü èìåþò àëêàíû íîðìàëüíîãî ñòðîåíèÿ. Ïî ìåðå óâåëè÷åíèÿ ðàçâåòâëåííîñòè è ðîñòà îòíîøåíèÿ Ñ: Í òåïëîåìêîñòü óãëåâîäîðîäîâ ïàäàåò. Âûñîêóþ òåïëîåìêîñòü èìåþò ñïèðòû. Ïðè óâåëè÷åíèè äàâëåíèÿ òåïëîåìêîñòü íåìíîãî óìåíüøàåòñÿ.
Äëÿ óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ ( áåç ïðèñàäêè àíòèäåòîíàòîðà) çàìå÷åíî, ÷òî ñêîðîñòü ñãîðàíèÿ èçìåíÿåòñÿ ïðîïîðöèîíàëüíî îêòàíîâîìó ÷èñëó.
Òåïëîåìêîñòü óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ ïðè 20 Ñ è àòìîñôåðíîì äàâëåíèè ñîñòàâëÿåò 1 6 — 2 0 êÄæ / êã Ê.
Òåïëîïðîâîäíîñòü óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ ïðè 0 Ñ è àòìîñôåðíîì äàâëåíèè èçìåíÿåòñÿ â ïðåäåëàõ 0 115 — 0 125 Âò / ì Ê.
Òåïëîòâîðíîñòü óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ êîëåáëåòñÿ â äîâîëüíî óçêèõ ïðåäåëàõ.
Ôðàêöèè, ïîëó÷àåìûå ïðè ïåðåãîíêå ñûðîé íåôòè.
Èñòî÷íèêàìè óãëåâîäîðîäíîãî òîïëèâà ÿâëÿþòñÿ ñûðàÿ íåôòü è ïðèðîäíûé ãàç. Ìåñòîðîæäåíèÿ íåôòè è ãàçà îáû÷íî íàõîäÿòñÿ ðÿäîì è èìåþòñÿ âî ìíîãèõ ñòðàíàõ ìèðà.
Ýðà äåøåâîãî óãëåâîäîðîäíîãî òîïëèâà, îáåñïå÷èâøåãî íåáûâàëûå òåìïû ýêîíîìè÷åñêîãî ðîñòà ïðîìûøëåííî ðàçâèòûõ ãîñóäàðñòâ, óøëà â ïðîøëîå áåçâîçâðàòíî.
 óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâàõ, ïðè èõ õðàíåíèè, ïðîèñõîäÿò õèìè÷åñêèå èçìåíåíèÿ â îñíîâíîì çà ñ÷åò îêèñëåíèÿ è äàëüíåéøèõ ïðåâðàùåíèé íàèáîëåå íåñòîéêèõ óãëåâîäîðîäîâ. Ïðè ýòîì îáðàçóþòñÿ ïðîäóêòû îêèñëåíèÿ ñìîëèñòîãî õàðàêòåðà è òîïëèâà ñòàíîâÿòñÿ íåïðèãîäíûìè ê ïðèìåíåíèþ íà äâèãàòåëÿõ.
Âûñøàÿ òåïëîòà ñãîðàíèÿ íåêîòîðûõ ýëåìåíòîâ. Òåïëîòà ñãîðàíèÿ óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ çàâèñèò îò õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà è ñòðîåíèÿ èíäèâèäóàëüíûõ óãëåâîäîðîäîâ, âõîäÿùèõ â ñîñòàâ òîïëèâà, è äëÿ óãëåâîäîðîäîâ ðàçëè÷íûõ ãðóïï íàõîäèòñÿ â ïðåäåëàõ 9500 — 10 500 êêàë / êã.  òàáë. 4 ïðèâåäåíû çíà÷åíèÿ òåïëîòû ñãîðàíèÿ íà åäèíèöó ìàññû è îáúåìà äëÿ ýëåìåíòîâ, îáëàäàþùèõ íàèáîëüøåé òåïëîòîé ñãîðàíèÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ îñòàëüíûìè ýëåìåíòàìè ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìû.
Òåïëîòà ñãîðàíèÿ óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ ìîæåò áûòü ðàññ÷èòàíà ïî ðàçëè÷íûì ýìïèðè÷åñêèì ôîðìóëàì.
Çàâèñèìîñòü ïðåäåëîâ óñòîé÷èâîñòè ãîðåíèÿ îò õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà óãëåâîäîðîäîâ. Ïðè ñãîðàíèè óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ íàáëþäàåòñÿ âûäåëåíèå äèñïåðñíûõ ÷àñòèö óãëèñòûõ âåùåñòâ, áëèçêèõ ïî ñîñòàâó ê óãëåðîäó. Îáðàçóþùèåñÿ ïðè ãîðåíèè òâåðäûå ÷àñòèöû óíîñÿòñÿ ñ ïðîäóêòàìè ñãîðàíèÿ è ïðè áîëüøîé êîíöåíòðàöèè ìîãóò áûòü çàìåòíû â âèäå äûìà. ×àñòü òâåðäûõ âûäåëåíèé îòëàãàåòñÿ íà ïîâåðõíîñòÿõ êàìåðû ñãîðàíèÿ â âèäå íàãàðà. Îáðàçîâàíèå íàãàðà â äâèãàòåëå çàâèñèò îò ñëåäóþùèõ ñâîéñòâ òîïëèâà: ôðàêöèîííîãî è õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà, ïëîòíîñòè, ñîäåðæàíèÿ ñìîëèñòûõ âåùåñòâ, ñåðû è äðóãèõ ïðèìåñåé. Êðîìå òîãî, íàãàðîîáðàçîâàíèå çàâèñèò îò êîíñòðóêöèè êàìåðû ñãîðàíèÿ è îò ïîëíîòû ïðîöåññà ñãîðàíèÿ.
Îäèí ïîæàðíèê ñïàñàåò äðóãîãî, ïîïàâøåãî â ÿäîâèòûé äûì, ïðè ïîæàðå â çàêðûòîì ñêëàäå. Ïðè ñæèãàíèè óãëåâîäîðîäíîãî òîïëèâà ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ ìîãóò îáðàçîâûâàòüñÿ ëåãêèå óãëåâîäîðîäû, àëüäåãèäû ( òàêèå êàê ôîðìàëüäåãèä) è îðãàíè÷åñêèå êèñëîòû. Çíà÷èòåëüíûå êîëè÷åñòâà îêèñè àçîòà îáðàçóþòñÿ ïðè âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ — êàê ñëåäñòâèå îêèñëåíèÿ àçîòà, ñîäåðæàùåãîñÿ â àòìîñôåðå, è ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ ãîðåíèÿ òîïëèâà, â êîòîðîì ñîäåðæèòñÿ ìíîãî àçîòà. Åñëè òîïëèâî ñîäåðæèò õëîð, îáðàçóåòñÿ õëîðèñòûé âîäîðîä. Ïîëèìåðíûå ïëàñòè÷åñêèå ìàòåðèàëû ïðåäñòàâëÿþò îñîáóþ îïàñíîñòü.
Ìîëåêóëÿðíóþ ìàññó óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ îïðåäåëÿþò ãëàâíûì îáðàçîì êðèîñêîïè÷åñêèì ìåòîäîì è â ðåäêèõ ñëó÷àÿõ èñïîëüçóþò ìåòîä èçìåðåíèÿ ïëîòíîñòè ïàðîâ.
Ñåðíèñòûå ñîåäèíåíèÿ óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ, â òîì ÷èñëå è äèçåëüíîãî, â ïðîöåññå êîíâåðñèè ïàðîì ïåðåõîäÿò â îñíîâíîì â ñåðîâîäîðîä. Òåðìîäèíàìè÷åñêèå ðàñ÷åòû, âûïîëíåííûå äëÿ íåêîòîðûõ ðåàêöèé ñåðîâîäîðîäà ñ òâåðäûìè ðåàãåíòàìè ñ öåëüþ îïðåäåëåíèÿ ñòåïåíè ïðåâðàùåíèÿ ñåðîâîäîðîäà â óñëîâèÿõ áîëüøèõ êîíöåíòðàöèé âîäÿíîãî ïàðà, ïîêàçàëè, ÷òî äëÿ óëàâëèâàíèÿ ñåðîâîäîðîäà èç âëàæíîãî ãàçà íàèáîëåå áëàãîïðèÿòíûì ðåàãåíòîì ÿâëÿåòñÿ îêèñü öèíêà. Ñòåïåíü ïîãëîùåíèÿ ñåðîâîäîðîäà îêèñüþ öèíêà äàæå â óñëîâèÿõ âûñîêèõ êîíöåíòðàöèé âîäÿíîãî ïàðà ( îêîëî 50 %) ïðè òåìïåðàòóðå 800 — 900 Ñ îñòàåòñÿ çíà÷èòåëüíîé ( 52 %), à îêèñü êàëüöèÿ â ýòèõ æå óñëîâèÿõ íå õåìîñîð-áèðóåò ñåðîâîäîðîäà.
Êàòàëèç îêèñëåíèÿ
Êàòàëèç îêèñëåíèÿ óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ èîíàìè ìåòàëëîâ çàêëþ÷àåòñÿ â ãåíåðèðîâàíèè ðàäèêàëîâ, îáóñëîâëèâàþùèõ ðàçâèòèå îêèñëèòåëüíûõ öåïåé è òðåáóþùèõ äîïîëíèòåëüíîãî ðàñõîäà àíòèîêèñëèòåëÿ íà âûâîä èç ñôåðû ðåàêöèè âíîâü îáðàçóþùèõñÿ ïåðîêñèäíûõ ðàäèêàëîâ.
Äëÿ ïîëó÷åíèÿ óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ ñ ïîâûøåííîé òåðìè÷åñêîé ñòàáèëüíîñòüþ ïðåäëîæåíû ñïîñîáû [284, 285], êîòîðûå ïðèìåíÿþò îáðàáîòêó íåôòÿíûõ äèñòèëëÿòîâ ñåðíîé êèñëîòîé è ìîëåêóëÿðíûìè ñèòàìè. Ìîëåêóëÿðíûå ñèòà èçáèðàòåëüíî âûäåëÿþò ïîëÿðíûå ñîåäèíåíèÿ, óõóäøàþùèå åãî òåðìîñòàáèëüíîñòü.
Ïðè êîíòàêòå óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ ñ ìåòàëëàìè, îñîáåííî ïðè ïîâüïïåííîé òåìïåðàòóðå, íà ïîâåðõíîñòè ïîñëåäíèõ îáðàçóþòñÿ îòëîæåíèÿ.
Óñëîâèÿ ïðèìåíåíèÿ óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ â ðàêåòíûõ äâèãàòåëÿõ è â ñâåðõçâóêîâûõ ñàìîëåòàõ ñóùåñòâåííî ðàçëè÷àþòñÿ. Èç áàêà ïîä íàääóâîì ãàçèôèöèðîâàííîãî àçîòà ãîðþ÷åå ïîñòóïàåò â öåíòðîáåæíûé íàñîñ, îòêóäà ÷åðåç ãëàâíûé êëàïàí — â çàðóáàøå÷íîå ïðîñòðàíñòâî äâèãàòåëÿ. ×àñòü òîïëèâà ïîñëå ãëàâíîãî êëàïàíà ãîðþ÷åãî îòáèðàåòñÿ â ñèñòåìó àâòîìàòè÷åñêîãî óïðàâëåíèÿ ðàáî÷èì ïðîöåññîì, ãäå èìåþòñÿ óçëû ñ çàçîðàìè òðóùèõñÿ ïàð 17 — 20 ìê.
Ñõåìà òåðìîâîçäóøíîãî ãàçèôèêàòîðà áåíçèíà. Ïàðîâàÿ êîíâåðñèÿ óãëåâîäîðîäíîãî òîïëèâà â êîíñòðóêòèâíîì îôîðìëåíèè áîëåå ñëîæíàÿ. Ýòî îáóñëîâëåíî íåîáõîäèìîñòüþ èìåòü äîïîëíèòåëüíóþ åìêîñòü äëÿ âîäû, ñèñòåìó åå ïîäà÷è è äîçèðîâàíèÿ.
Ýíåðãåòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè òîïëèâ äëÿ ÂÐÄ. Ýíåðãåòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ äëÿ ÂÐÄ ìîãóò áûòü ïîâûøåíû ïðè ïîìîùè èõ ðàäèîàêòèâíîãî îáëó÷åíèÿ. Ïðè ðàäèîàêòèâíîì îáëó÷åíèè ìîëåêóëÿðíûé âåñ òîïëèâà óâåëè÷èâàåòñÿ.
Ýíåðãåòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ äëÿ ÂÐÄ îãðàíè÷åíû òåì, ÷òî â èõ ñîñòàâå íàðÿäó ñ âîäîðîäîì, îáëàäàþùèì ñàìîé âûñîêîé òåïëîòîé ñãîðàíèÿ 28 700 êêàë / êã, ñîäåðæèòñÿ óãëåðîä, òåïëîòà ñãîðàíèÿ êîòîðîãî íåâûñîêà — 7800 êêàë / êã. Ïóòåì çàìåíû óãëåðîäà íà áîëåå âûñîêîêàëîðèéíûå ýëåìåíòû, íàïðèìåð áåðèëëèé ( 14 970 êêàë / êã) è áîð ( 14 170 êêàë / êã), îòêðûâàþòñÿ øèðîêèå âîçìîæíîñòè ïîëó÷åíèÿ ïåðñïåêòèâíûõ âûñîêîýíåðãåòè÷åñêèõ òîïëèâ äëÿ ÂÐÄ.
Êèñëîòíîå ÷èñëî óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ è ìàñåë î÷åíü ìàëî. Êèñëîòû, à îñîáåííî îêñèêèñëîòû, íàêàïëèâàþùèåñÿ â òîïëèâàõ è ìàñëàõ ïðè ýêñïëóàòàöèè, ÿâëÿþòñÿ êðàéíå íåæåëàòåëüíîé ïðèìåñüþ.
Ïðè âûáîðå óãëåâîäîðîäíîãî òîïëèâà íåîáõîäèìî ðàññìîòðåòü íåêîòîðûå ñâîéñòâà óãëåâîäîðîäîâ. Ê íèì îòíîñÿòñÿ êîëè÷åñòâî òåïëîòû, âûäåëÿåìîå íà êàæäûé ãðàìì ñîææåííîãî òîïëèâà; ïðåèìóùåñòâî âûñîêîé ýíòàëüïèè ñãîðàíèÿ ìîæåò áûòü óòðà÷åíî, åñëè èç-çà áîëüøîé ìîëåêóëÿðíîé ìàññû òðåáóåòñÿ ìíîþ òîïëèâà.
Òåïëîòâîðíàÿ ñïîñîáíîñòü óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ çàâèñèò îò ýëåìåíòàðíîãî ñîñòàâà, êîòîðûé â ñâîþ î÷åðåäü ñâÿçàí ñ ãðóïïîâûì ñîñòàâîì.
Ïðè ñãîðàíèè óãëåâîäîðîäíûõ òîïëèâ íàáëþäàåòñÿ âûäåëåíèå äèñïåðñíûõ ÷àñòèö óãëèñòûõ âåùåñòâ, áëèçêèõ ïî ñîñòàâó ê óãëåðîäó. Îáðàçóþùèåñÿ ïðè ãîðåíèè òâåðäûå ÷àñòèöû, ïî-âèäèìîìó, â ðåçóëüòàòå ïèðîëèçà òîïëèâà äî êîêñà óíîñÿòñÿ ñ ïðîäóêòàìè ñãîðàíèÿ è ïðè áîëüøîé êîíöåíòðàöèè ìîãóò áûòü çàìåòíû â âèäå äûìà. ×àñòü êîêñîâûõ âûäåëåíèé îòëàãàåòñÿ íà ïîâåðõíîñòÿõ êàìåðû ñãîðàíèÿ, ëîïàòêàõ òóðáèíû è ïðî÷èõ ÷àñòÿõ â âèäå íàãàðà. Îáðàçîâàíèå íàãàðà â ïåðâóþ î÷åðåäü çàâèñèò îò óñëîâèé ñãîðàíèÿ òîïëèâà è åãî õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà, â ÷àñòíîñòè, îò ñîäåðæàíèÿ óãëåðîäà è âîäîðîäà.
òåïëîïðîâîäíîñòü óãëåâîäîðîäíûé òîïëèâî âîäîðîä
Âèäû óãëåâîäîðîäíîãî òîïëèâà
Àðîìàòè÷åñêèå óãëåâîäîðîäû — îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ, ñîñòîÿùèå èç óãëåðîäà è âîäîðîäà è ñîäåðæàùèå áåíçîëüíûå ÿäðà. Ïðîñòåéøèå è íàèáîëåå âàæíûå ïðåäñòàâèòåëè À. ó. — áåíçîë (I) è åãî ãîìîëîãè: ìåòèëáåíçîë, èëè òîëóîë (II), äèìåòèëáåíçîë, èëè êñèëîë, è ò. ä. Ê À. ó. îòíîñÿòñÿ òàêæå ïðîèçâîäíûå áåíçîëà ñ íåíàñûùåííûìè áîêîâûìè öåïÿìè, íàïðèìåð ñòèðîë (III). Èçâåñòíî ìíîãî À. ó. ñ íåñêîëüêèìè áåíçîëüíûìè ÿäðàìè â ìîëåêóëå, íàïðèìåð äèôåíèëìåòàí (IV), äèôåíèë C6H5—C6H5, â êîòîðîì îáà áåíçîëüíûõ ÿäðà íåïîñðåäñòâåííî ñâÿçàíû ìåæäó ñîáîé; â íàôòàëèíå (V) îáà öèêëà èìåþò 2 îáùèõ àòîìà óãëåðîäà; òàêèå óãëåâîäîðîäû íàçûâàþòñÿ À. ó. ñ êîíäåíñèðîâàííûìè ÿäðàìè.
Îñí. èñòî÷íèêîì ïîëó÷åíèÿ À. ó. ñëóæàò ïðîäóêòû êîêñîâàíèÿ êàì. óãëÿ. Èç 1 ò êàì.-óã. ñìîëû ìîæíî â ñðåäíåì âûäåëèò: 3,5 êã áåíçîëà, 1,5 êã òîëóîëà, 2 êã íàôòàëèíà. Áîëüøîå çíà÷åíèå èìååò ïðîèçâîäñòâî À. ó. èç íåôòÿíûõ óãëåâîäîðîäîâ æèðíîãî ðÿäà (ñì. Àðîìàòèçàöèÿ íåôòåïðîäóêòîâ). Äëÿ íåêîòîðûõ À. ó. èìåþò ïðàêòè÷åñêîå çíà÷åíèå ÷èñòî ñèíòåòè÷åñêèå ìåòîäû. Òàê, èç áåíçîëà è ýòèëåíà ïðîèçâîäÿò ýòèëáåíçîë, äåãèäðèðîâàíèå êîòîðîãî ïðèâîäèò ê ñòèðîëó:
Ïî õèìè÷åñêèì ñâîéñòâàì À. ó. ðåçêî îòëè÷àþòñÿ îò íåíàñûùåííûõ àëèöèêëè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé; èõ âûäåëÿþò â ñàìîñòîÿòåëüíûé áîëüøîé êëàññ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé (ñì. Àðîìàòè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ). Ïðè äåéñòâèè ñåðíîé êèñëîòû, àçîòíîé êèñëîòû, ãàëîãåíîâ è äðóãèõ ðåàãåíòîâ â À. ó. çàìåùàþòñÿ àòîìû âîäîðîäà è îáðàçóþòñÿ àðîìàòè÷åñêèå ñóëüôîêèñëîòû, íèòðîñîåäèíåíèÿ, ãàëîãåíáåíçîëû è ò. ä. Ýòè ñîåäèíåíèÿ ñëóæàò ïðîìåæóòî÷íûìè ïðîäóêòàìè â ïðîèçâîäñòâå êðàñèòåëåé, ëåêàðñòâåííûõ ñðåäñòâ è äð. Ñòèðîë ëåãêî îáðàçóåò ïðàêòè÷åñêè âàæíûé ïîëèìåð — ïîëèñòèðîë. Ïðè îêèñëåíèè íàôòàëèíà îáðàçóåòñÿ ôòàëåâàÿ êèñëîòà î-Ñ6Í4 (COOH)2, ñëóæàùàÿ èñõîäíûì ïðîäóêòîì â ïðîèçâîäñòâå ìíîãèõ êðàñèòåëåé, ãëèôòàëåâûõ ñìîë, ôåíîëôòàëåèíà.
(àëêàíû) ðàçâåòâë¸ííîãî ñòðîåíèÿ, íàèìåíüøåå îêòàíîâîå ÷èñëî èìåþò ïàðàôèíîâûå óãëåâîäîðîäû íîðìàëüíîãî ñòðîåíèÿ. Òîïëèâà íåôòÿíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ, ïîëó÷åííûå êàòàëèòè÷åñêèì ðèôîðìèíãîì è êðåêèíãîì, èìåþò áîëåå âûñîêèå îêòàíîâûå ÷èñëà, ÷åì ïîëó÷åííûå ïðè ïðÿìîé ïåðåãîíêå.
Äëÿ ïîâûøåíèÿ îêòàíîâîãî ÷èñëà òîïëèâ èñïîëüçóþòñÿ âûñîêîîêòàíîâûå êîìïîíåíòû è àíòèäåòîíàöèîííûå ïðèñàäêè. Ìíîãèå èç íèõ (íàïðèìåð, ÌÒÁÝ) èñïàðÿþòñÿ ëåã÷å, ÷åì áåíçèí, ÷òî ïðèâîäèò ê èíòåðåñíîìó ýôôåêòó ó ìàøèí ñ íåãåðìåòè÷íûì áåíçîáàêîì — ïî ìåðå ðàñõîäîâàíèÿ òîïëèâà è èñïàðåíèÿ ïðèñàäêè îêòàíîâîå ÷èñëî áåíçèíà, îñòàâøåãîñÿ â áàêå, óìåíüøàåòñÿ íà íåñêîëüêî åäèíèö. Ýòî ïðèâîäèò ê ë¸ãêîìó çâîíó ïðè ïîëíîé ìîùíîñòè ìîòîðà (íåîáîðóäîâàííîãî äàò÷èêîì äåòîíàöèè). Ïîäàâëÿþùåå áîëüøèíñòâî ñîâðåìåííûõ èíæåêòîðíûõ äâèãàòåëåé èìåþò äàò÷èêè äåòîíàöèè, ïîçâîëÿþùèå èñïîëüçîâàòü ëþáîé áåíçèí ñ îêòàíîâûì ÷èñëîì 91—98, â äâèãàòåëè ñ âûñîêîé ñòåïåíüþ ñæàòèÿ ìîæíî çàëèâàòü áåíçèí ñ îêòàíîâûì ÷èñëîì íå íèæå 95 èëè äàæå 98.
Îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ, ñîñòîÿùèå èç óãëåðîäà è âîäîðîäà è ñîäåðæàùèå áåíçîëüíûå ÿäðà. Ïðîñòåéøèå è íàèáîëåå âàæíûå ïðåäñòàâèòåëè À. ó. — áåíçîë (I) è åãî ãîìîëîãè: ìåòèëáåíçîë, èëè òîëóîë (II), äèìåòèëáåíçîë, èëè êñèëîë, è ò. ä. Ê À. ó. îòíîñÿòñÿ òàêæå ïðîèçâîäíûå áåíçîëà ñ íåíàñûùåííûìè áîêîâûìè öåïÿìè, íàïðèìåð ñòèðîë (III). Èçâåñòíî ìíîãî À. ó. ñ íåñêîëüêèìè áåíçîëüíûìè ÿäðàìè â ìîëåêóëå, íàïðèìåð äèôåíèëìåòàí (IV), äèôåíèë C6H5—C6H5, â êîòîðîì îáà áåíçîëüíûõ ÿäðà íåïîñðåäñòâåííî ñâÿçàíû ìåæäó ñîáîé; â íàôòàëèíå (V) îáà öèêëà èìåþò 2 îáùèõ àòîìà óãëåðîäà; òàêèå óãëåâîäîðîäû íàçûâàþòñÿ À. ó. ñ êîíäåíñèðîâàííûìè ÿäðàìè.
Îñí. èñòî÷íèêîì ïîëó÷åíèÿ À. ó. ñëóæàò ïðîäóêòû êîêñîâàíèÿ êàì. óãëÿ. Èç 1 ò êàì.-óã. ñìîëû ìîæíî â ñðåäíåì âûäåëèò: 3,5 êã áåíçîëà, 1,5 êã òîëóîëà, 2 êã íàôòàëèíà. Áîëüøîå çíà÷åíèå èìååò ïðîèçâîäñòâî À. ó. èç íåôòÿíûõ óãëåâîäîðîäîâ æèðíîãî ðÿäà (ñì. Àðîìàòèçàöèÿ íåôòåïðîäóêòîâ). Äëÿ íåêîòîðûõ À. ó. èìåþò ïðàêòè÷åñêîå çíà÷åíèå ÷èñòî ñèíòåòè÷åñêèå ìåòîäû. Òàê, èç áåíçîëà è ýòèëåíà ïðîèçâîäÿò ýòèëáåíçîë, äåãèäðèðîâàíèå êîòîðîãî ïðèâîäèò ê ñòèðîëó
Ïî õèìè÷åñêèì ñâîéñòâàì À. ó. ðåçêî îòëè÷àþòñÿ îò íåíàñûùåííûõ àëèöèêëè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé; èõ âûäåëÿþò â ñàìîñòîÿòåëüíûé áîëüøîé êëàññ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé (ñì. Àðîìàòè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ). Ïðè äåéñòâèè ñåðíîé êèñëîòû, àçîòíîé êèñëîòû, ãàëîãåíîâ è äðóãèõ ðåàãåíòîâ â À. ó. çàìåùàþòñÿ àòîìû âîäîðîäà è îáðàçóþòñÿ àðîìàòè÷åñêèå ñóëüôîêèñëîòû, íèòðîñîåäèíåíèÿ, ãàëîãåíáåíçîëû è ò. ä.
Ïàðàôèíîâûå óãëåâîäîðîäû
Ñîäåðæàíèå ïàðàôèíîâûõ óãëåâîäîðîäîâ â íåôòè çàâèñèò îò ïðîèñõîæäåíèÿ. Â íåôòè ñîäåðæàíèå ïàðàôèíîâ êîëåáëåòñÿ îò äîëåé ïðîöåíòîâ äî 20 % (íåôòè Æåòûáàéñêîãî ìåñòîðîæäåíèÿ), íåôòè Ïîâîëæüÿ ñîäåðæàò 2-5 % ïàðàôèíà.
Èç íåôòè âûäåëåíû âñå àëêàíû íîðìàëüíîãî ñòðîåíèÿ, âïëîòü äî Ñ33Í68. Ñ5 — C16 — æèäêîñòè, Ñ17 è áîëåå — òâåðäûå âåùåñòâà.
Ïðè îñóùåñòâëåíèè òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà ñëåäóåò ó÷èòûâàòü ñêëîííîñòü èõ ïðè îïðåäåëåííûõ óñëîâèÿõ ê îáðàçîâàíèþ àññîöèàòîâ.
Ìåæìîëåêóëÿðíûå âçàèìîäåéñòâèÿ âûñîêîìîëåêóëÿðíûõ (ÂÌ) àëêàíîâ îáóñëîâëåíû âîäîðîäíûìè ñâÿçÿìè òèïà Ñ-Í Ñ ñ ýíåðãèåé 2-4 êÄæ/ìîëü è äèñïåðñèîííûìè ñèëàìè.
Ñ ïîíèæåíèåì òåìïåðàòóðû ÷èñëî ìîëåêóë óãëåâîäîðîäîâ â ïàðàôèíîâîì àññîöèàòå âîçðàñòàåò, ò.ê. ïàðàôèíîâàÿ öåïü èç çèãçàãîîáðàçíîé ôîðìû ïåðåõîäèò â ðàñïðÿìëåííóþ, ëèíåéíóþ è â ýòîì ñîñòîÿíèè ìîëåêóëû ÂÌ ïàðàôèíîâ ÿâëÿþòñÿ ñêëîííûìè ê ìåæìîëåêóëÿðíîìó âçàèìîäåéñòâèþ (ÌÌÂ) è îáðàçóþò íàäìîëåêóëÿðíûå ñòðóêòóðû.
Òåìïåðàòóðà íà÷àëà îáðàçîâàíèÿ àññîöèàòà ïîâûøàåòñÿ ñ óâåëè÷åíèåì ìîëåêóëÿðíîé ìàññû óãëåâîäîðîäîâ:
Í-ïåíòàí — -60°Ñ;
Í-ãåêñàäåêàí — +80°Ñ.
×èñëî ìîëåêóë óãëåâîäîðîäà â àññîöèàòå òåì áîëüøå, ÷åì íèæå òåìïåðàòóðà:
Í-ãåêñàäåêàí ïðè 20°Ñ — 3 ìîëåêóëû.
Í-îêòàí ïðè -50°Ñ — 31 ìîëåêóëà.
Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ îñëàáëåíèåì òåïëîâîãî äâèæåíèÿ ìîëåêóë óãëåâîäîðîäîâ ñ ïîíèæåíèåì òåìïåðàòóðû è óñèëåíèåì ýíåðãèè ÌÌÂ àëêàíîâ ñ ðîñòîì äëèíû öåïè. Èíòåíñèâíîñòü ÌÌÂ àëêàíîâ ñóùåñòâåííî íèæå ïî ñðàâíåíèþ ñ óãëåâîäîðîäàìè äðóãèõ êëàññîâ, ïðèñóòñòâóþùèìè â íåôòÿíûõ ñèñòåìàõ.
Ïàðàôèíîâûå íàäìîëåêóëÿðíûå ñòðóêòóðû ìîãóò ñóùåñòâîâàòü â íåôòÿíîé ñèñòåìå òîëüêî â îáëàñòè íèçêèõ òåìïåðàòóð è ïîëíîñòüþ äåçàãðåãèðóþòñÿ ïðè ïîâûøåíèè òåìïåðàòóðû.
Ðàçìåùåíî íà Allbest.ru
…