Бензини - хімічна енциклопедія
Відео: Що буде якщо ЗМІШАТИ БЕНЗИН З COCA COLA-- COCA COLA + GASOLIGE
БЕНЗИНИ
БЕНЗИНИ (Франц. Benzine, від араб. Любан джаві - яванське пахощі), суміші разл. вуглеводнів. википають в межах 30-205 ° С. До складу бензинів, крім вуглеводнів (парафінових, олефінових, нафтенових і ароматичних), можуть входити домішки-сіро, азот і кисень з`єднання. Бензини готують змішуванням компонентів, одержуваних в осн. переробкою нафти - прямий перегонкою (т.зв.. прямогонний бензин), а також крекингом. риформингом. коксуванням і ін. Застосовують гл. обр. в кач-ве пального для двигунів внутр. згоряння з примусовим займанням (карбюраторних і з безпосереднім уприскуванням). Невеликі кількості бензинів використовують як р-Рітель і промивні рідини (див. Бензини-розчинники).
Т-ра замерзання бензинів нижче - 60 ° С, т. Доп. нижче 0 ° С. При концентрації парів бензинів в повітрі 74-123 г / м 3 утворюються вибухові суміші.
(Нижча) 41-44 МДж / кг-Ср 2,0-2,1 кДж / (кг * К) -
0,50-0,65 мм 2 / с (20 ° С) - щільно. 0,700-0,780 г / см 3 (20 ° С) - середнє значення коеф. дифузії для парів бензинів при атмосферному тиску і 20 ° С 9,1 мм 2 / с. Осн. експ. характеристики бензинів, що застосовуються як пальне, - випаровуваність, горючість. займистість, хім. стабільність, схильність до утворення відкладень, корозійна активність.
Відео: Як виробляється бензин, то без чого автолюбителю не прожити і дня. Корисно знати!!!
Испаряемость в наиб. мірою визначається фракційним складом і тиском насичений. парів. За цими показниками бензінв можуть істотно відрізнятися, тоді як показники, що впливають на випаровуваність (напр. Коеф. Дифузії парів. В`язкість. Поверхневий натяг. Теплоємність. Щільність), як правило, для всіх бензинів дуже близькі. Від фракційного складу і тиску насичений. парів бензинів залежать швидкість прогріву двигуна, знос його деталей, витрата пального, а також такі експ. характеристики, як можливість пуску двигуна при низьких т-рах, схильність до утворення парових пробок у системі живлення, прийомистість (див. нижче). Застосування бензинів з великим вмістом низкокипящих фракцій полегшує пуск двигуна, але викликає утворення парових пробок: при роботі двигуна в літню пору року бензин може нагрітися до т-ри, при якій утворюється настільки багато парів низькокиплячих вуглеводнів. що масова продуктивність бензонасоса знизиться, бензоповітряна суміш різко обідниться і втратить здатність займатися від іскри запалювання. Крім того, використання дуже "легких" бензинів призводить до обмерзання карбюратора при низьких т-рах, збільшення втрат пального від випаровування при зберіганні і транспортуванні.
В СРСР виробляються автомобільні бензини зимового і літнього видів, що розрізняються за змістом низькокиплячих фракцій, і авіаційні бензини. Останні призначені для поршневих двигунів літаків і містять відносно мало низкокипящих вуглеводнів. щоб виключити можливість утворення парових пробок при польоті на різній висоті (см. табл.).
ОПТИМАЛЬНІ ПОКАЗНИКИ фракційного складу І тиск насичених випарів бензинів
Т-ра початку перегонки. не нижче, ° С
Т-ра (° С), при якій перегоняются: 10% продукту
Т-ра кінця кипіння. не вище, ° С
Економічність роботи двигуна і знос його деталей залежать від т-ри, при якій переганяється 90% бензину, і т-ри кінця кипіння. При високих значеннях цих т-р важкі фракції бензину не випаровуються у впускному трубопроводі двигуна і надходять в циліндри в рідкому вигляді. Рідка частина випаровується в камері згоряння не повністю і через замки поршневих кілець і зазори протікає в картер двигуна. При цьому частина бензину не згорає, що знижує економічність двигуна. Крім того, важкі фракції змивають зі стінок циліндра масло. збільшуючи тертя і приводячи до зносу деталей, що труться. Зниження зазначених т-р покращує експ. св-ва бензину, але призводить до значить. перевитрати пального.
Від згоряння бензоповітряна сумішей в двигунах - складна сукупність процесів, що розвиваються в умовах, що швидко змінюються т-р, тисків і концентрацій реагуючих в-в. Швидкість поширення фронту полум`я при норм. згоранні від 15 до 60 м / с. Осн. причина порушення процесу - поява детонації. можливість до-рій визначається здатністю вуглеводнів бензинів окислюватися в паровій фазі з утворенням пероксидів. При підвищенні концентрації останніх вище деякого критичного. значення відбувається вибуховий розпад з послід. самозаймання. При цьому з`являється детонационная хвиля (швидкість 2000-2500 м / с), в результаті чого двигун перегрівається, швидше зношується, димність відпрацьованих газів збільшується.
Міра детонаційної стійкості бензинів, тобто здатності нормально згорати в двигуні при разл. умовах, - октанове число. рівне змістом (в% за обсягом) изооктана в його суміші з н-гептаном, при к-ром ця суміш еквівалентна по детонаційної здатності випробуваному паливу в стандартних умовах випробувань. Для авіація. бензинів використовують також такий показник, як сортність, к-рий характеризує можливе збільшення потужності (в%) стандартного одноциліндрового двигуна при перекладі його з техніч. изооктана на даний бензин при тому ж ступені стиснення за відсутності детонації. Рівномірність розподілу октановим чисел по фракціям має велике значення, особливо при змінних режимах роботи двигуна, зокрема при розгоні автомобіля. Якщо низкокипящие фракції бензину менш стійкі до детонації. ніж висококиплячі, то при кожній зміні режиму роботи двигуна протягом якогось часу в камерах згоряння спостерігається детонація.
З вуглеводнів. що входять до складу бензинів, найменша детонаційна стійкість у норм. парафінів. Октанове число у парафінів і олефінів зростає зі зменшенням довжини ланцюга і збільшенням ступеня розгалуженості. Кращі детонаційні св-ва у тих олефінів. у яких брало подвійний зв`язок розташовується ближче до центру вуглецевого ланцюга. Серед диенов більш висока детонаційна стійкість у вуглеводнів з сполученими подвійними зв`язками. Стійкість нафтенов вище, ніж у нормальних парафінів. але нижче, ніж у ароматич. вуглеводнів з тим же числом вуглецевих атомів в молекулі. Зменшення довжини бічного ланцюга, збільшення її розгалуженості призводить до підвищення октанових чисел нафтенов. Ароматіч. вуглеводні мають високу детонаційної стійкістю, к-раю збільшується зі зменшенням довжини бічного ланцюга, підвищенням її розгалуженості, збільшенням числа подвійних зв`язків і симетрично розташованих алкільних груп.
Бензинові фракції прямої перегонки сірчистих нафт з кінцем кипіння 180-200 ° С містять 60-80% парафінових слабо розгалужених вуглеводнів і мають октанові числа в межах 40-50 (рідко - ок. 70). Бензини тримаючи. крекінгу характеризуються більшою детонаційної стійкістю (октанові числа 65-70) завдяки високому вмісту ненасичених вуглеводнів - їх додають тільки в автомобільні бензини. Ще більш високі октанові числа мають бензини каталитич. крекінгу. що пов`язано гл. обр. з підвищеним вмістом в них ароматичних. і ізопарафінових вуглеводнів. Такі бензини часто використовують в кач-ве базових для приготування товарних високооктанових бензинів. Висока детонаційна стійкість бензинів каталитич. риформінгу (октанові числа 77-86 по моторному методу і 83-96 по дослідницькому) пояснюється великим вмістом ароматичних. вуглеводнів і парафінів і олефінів розгалуженого будови. У бензинів платформинга. містять до 70% ароматичних. вуглеводнів. детонаційна стійкість велика, але розподілена по фракціям нерівномірно.
Для поліпшення детонаційної стійкості базових бензинів застосовують високооктанові компоненти (алкілат, алкілбензол та ін.). Перспективно застосування метил-трет-бутилового ефіру - нетоксичного рідини з октановим числом 117, що не впливає на ін. Експ. характеристики бензинів при утриманні менше 11%. наиб. ефективний спосіб підвищення детонаційної стійкості - додавання антидетонаторов моторних палив. Суміш свинцевого антидетонатора з т. Зв. виносітелямі продуктів згоряння - галогензамещеннимі вуглеводнями - наз. етиловою рідиною. Етиловий бензин токсичні, їх обов`язково забарвлюють.
Ефективність етилової рідини в підвищенні октановим чисел залежить від хім. складу бензинів. Св-во бензинів в тій чи іншій мірі підвищувати свою детонационную стійкість при додаванні антидетонаторов прийнято називати приемистостью.
Наїб. прийомистість до свинцевим антидетонатора у прямогонного бензину. Як правило, чим нижче детонаційна стійкість бензину, тим вище його прийомистість. Перші порції свинцевих антидетонаторов більш ефективні, ніж наступні. Допустимий вміст алкілсвінцових антидетонаторов в авіація. бензинах в 3-4 рази більше, ніж в автомобільних.
При згорянні робочої суміші в двигуні може статися мимовільне займання незалежно від часу подачі іскри свічок запалювання. Це явище, що викликає порушення норм. згоряння, наз. поверхневим запаленням. або калильним запалюванням. Джерелами його м. Б. перегріті випускні клапани, свічки, кромки прокладок. тліючі частинки нагару і т.д. Краплинне запалювання робить згоряння некерованим, призводить до зниження потужності і економічності двигуна.
Гартівна стійкість бензинів підвищується зі збільшенням октановим чисел. Для оцінки схильності бензинів до гартівного запалення прийняті т. Зв. суміші ТИБ - суміш изооктана з бензолом. містять тетраетилсвинець. У цих сумішах ізооктан прийнятий за еталон, який має 100 умовних одиниць, а бензол - за еталон, який має 0 одиниць. За число ТИБ приймають складу такої еталонної суміші, застосування до-рій усуває краплинне запалювання в стандартних умовах випробувань.
Велике значення має хім. стабільність бензинів. Реакційноздатні соед. містяться в бензинах, піддаються окисленню Про2 повітря з утворенням смолистих в-в, які порушують роботу двигуна. Парафінові, нафтенові і ароматичних. вуглеводні в умовах зберігання і транспортування окислюються відносно повільно. наиб. схильні до окислення ненасичені вуглеводні. Наїм. стабільні дієни з сполученими подвійними зв`язками і похідні бензолу з подвійними зв`язками в бічному ланцюзі. Олефіни з подвійним зв`язком в кінці ланцюга окислюються важче, ніж зі зв`язком в середині ланцюга. Щодо легко окислюються циклоолефинов і олефіни з розгалуженим ланцюгом. На окислення бензинів впливають домішки: сірковмісні сполуки. у великих концентраціях прискорюють процес, нек-риє кислородсодержащие соед. - за сповільнює. Окислення бензинів має індукц. період-чим більше його тривалість, тим бензин стабільніше.
Бензин тримаючи. крекінгу і коксування містять велику кількість реакціонносіособних ненасичених вуглеводнів і мають низьку хім. стабільність. Більш стабільні бензини отримують за допомогою каталитич. процесів. Однак бензини одноступінчастого каталітичного крекінгу містять багато ненасичених вуглеводнів і мають невисокий індукц. період окислення. Бензини каталитич. риформінгу. а також продукти алкілування. ізомеризації. гідрування прямогонного бензину майже не містять ненасичених вуглеводнів і відрізняються високою стабільністю.
Наїб. ефективний і економічно вигідний спосіб підвищення хім. стабільності бензинів - введення антиокислювальних присадок. гл. обр. похідних фенолу. ароматич. амінів і амінофенолов. Ці сполуки. інгібують ланцюгове окиснення і тим самим збільшують тривалість індукц. періоду (див. Присадки до паливом).
Смолисті в-ва, що утворилися в результаті окислення бензинів, при випаровуванні вуглеводнів в карбюраторі осідають на стінках і перетворюються в тверді, важко видаляються відкладення, що заважає роботі двигуна. Схильність бензинів до утворення смолистих відкладень оцінюють вмістом (в мг на 100 мл пального) фактич. смол - продуктів, що утворюються при випаровуванні палива в стандартних умовах випробувань. Зміст фактич. смол в авіація. бензинах не повинна перевищувати 4 мг / 100 мл, в автомобільних - 15.
Схильність до утворення нагару (твердих вуглецевих відкладень) в камерах згоряння залежить від кол-ва і хім. св-в що містяться в них ароматичних. вуглеводнів і сірковмісних соед. а також від обсягу введеної етилової рідини.
Корозійна активність бензинів обумовлюється присутністю сіро і кисневмісних соед. водорозчинних к-т і лугів. Все сірковмісні сполуки. в то-Пліва по корозійної дії на метали прийнято ділити на соед. "Активної сірки" і сполуки. "Неактивній сірки". До першої групи відносять H2 S, елементну сірку і Меркаптани (меркаптани), тобто в-ва, к-які можуть взаємодій. з металами при звичайних т-рах. Показниками корозійної активності бензинів служать зазвичай загальний вміст сірки (в%) і кислотність - кількість мг КОН, необхідне для нейтралізації 100 мл палива. Загальний вміст сірки в автомобільних бензинах не повинна перевищувати 0,15%, в авіаційних -0,05%, кислотність не більше - 3 і 1 мг КОН / 100 мл відповідно.
Бензин проникає в організм в осн. через легені. Небезпека отруєння існує на всіх етапах його вироб-ва, транспортування і особливо при його використанні. ГДК парів від 100 до 300 мг / м 3. При гострому отруєнні парами з`являються головний біль, неприємні відчуття в горлі, кашель, подразнення слизової оболонки очей, носа, в важких випадках - запаморочення, нестійка хода, псіхіч. збудження, уповільнення пульсу, іноді - втрата свідомості. При хронич. отруєнні звичайні скарги на головний біль, запаморочення, розлад сну. дратівливість, підвищену стомлюваність, схуднення, болі в області серця і ін.
При гострих отруєннях необхідні свіже повітря. кисень. серцеві і заспокійливі ср-ва. При попаданні бензину в шлунок приймають всередину ростить. масло (30-50 г). Особи, які страждають функціональними захворюваннями нервової системи та ендокринних органів, до роботи з бензином не допускаються.
Відео: Спирт + Марганцівка = Вибухова реакція!
===
Ісп. література для статті «БЕНЗИНИ». Гурс А. А. Застосування автомобільних бензинів, М. 1972- Гуреєв А.А. Жоров Ю. М. Смідович Е. В. Виробництво високооктанових бензинів, М. 1981. А. А. Гуресв.
