Лекция №1. Физические свойства жидкостей и газов. Нефть основной источник получения топлив и смазочных материалов. Классификация топлив
жүктеу/скачать 68,71 Kb.
|
lektsia 1 TEM klassifikatsia topliv ҚАЗАҚША
| Химмотология (от химия, мото и логия) – наука, изучающая свойства, качество, рациональное использование горючих топлив и смазочных материалов в технике.
Химмотология к двигателям, топливам и смазочным материалам (ТСМ) предъявляет следующие требования [3]: 1. Технические (надёжность, долговечность, высокий моторесурс). 2. Энергетические (снижение расхода ТСМ в эксплуатации и производстве). 3. Экологические (минимальная токсичность отработавших газов). 4. Экономические (снижение стоимости 1 л ТСМ и расхода топлива на 100 км пробега автомобиля). 5. Ресурсные (обеспечение качественными ТСМ всех отраслей народного хозяйства, разработка альтернативных топлив). Одной из главных задач современной химмотологии является разработка новых видов моторных топлив, снижение выброса отравляющих веществ в атмосферу. Основу любого органического вещества составляет углеродный скелет. Он может быть в виде цепи (разветвленной или неразветвленной) или кольца (циклический скелет). К углеродному скелету присоединяются атомы водорода, образуя углеводородную молекулу. Углеводороды, входящие в состав нефти, относятся к разрядам парафиновых, нафтеновых и ароматических. Ең ауыр фракция (мазут) қайтадан қызады және сирек жұмыс істейтін басқа бағанға жіберіледі. Мазут төмен температурада қайнап, буланып, жеңіл, орташа және ауыр майларға (шпиндель, машина, цилиндр) бөлінуі үшін бағандағы қысым 0,1 атм дейін төмендейді. Диапазоны выкипания: бензин 35 ... 200 0С, лигроин 110 ... 230 0С керосин 140 ... 300 0С, газойль 236 ... 330 0С, соляр 286 ... 380 0С, май 320 ... 500 0С. Лигроин + керосин = ұшақтарға арналған реактивті отын. Керосин + газойл = автомобильдерге арналған жеңіл дизель. Газойл + соляр = тракторларға арналған дизель. Соляр-тепловоздар мен кеме қозғалтқыштарына арналған. Химмотология (бастап химия, мото және логия) - техникада жанғыш отындар мен майлау материалдарының қасиеттерін, сапасын, ұтымды пайдаланылуын зерттейтін ғылым. Қозғалтқыштарға, отындарға және майлау материалдарына Химмотология (TSM) келесі талаптарды қояды [3]: 1. Техникалық (сенімділік, беріктік, жоғары мотор ресурсы). 2. Энергетикалық (пайдалану мен өндірістегі ОТҚ шығынын азайту). 3. Экологиялық (пайдаланылған газдардың минималды уыттылығы). 4. Экономикалық (1 л ТСМ құнын және отын шығынын төмендету 100 км автомобиль жүгірісі). 5. Ресурстық (халық шаруашылығының барлық салаларын сапалы отынмен қамтамасыз ету, баламалы отындарды әзірлеу). Қазіргі химмотологияның негізгі міндеттерінің бірі-мотор отындарының жаңа түрлерін жасау, атмосфераға улы заттардың шығарылуын азайту. Кез-келген органикалық заттардың негізі-көміртегі қаңқасы. Ол тізбек (тармақталған немесе тармақталмаған) немесе сақина (циклдік қаңқа) түрінде болуы мүмкін. Сутегі атомдары көміртегі қаңқасына қосылып, көмірсутек молекуласын құрайды. Мұнайдың құрамына кіретін көмірсутектер парафинді, нафтенді және хош иісті разрядтарға жатады. Общая формула углеводородов парафинового ряда (алканы) СnH2n + 2. Они представлены в нефти большим разнообразием: от газообразных (СН4 – метан, С2Н6 – этан), жидких (С8Н18 – октан) до высокомолекулярных твердых парафинов включительно (С18Н38 – актодекан). Газообразные содержат от 1 до 4 атомов углерода, они обладают высокой детонационной стойкостью. Соединения, содержащие от 5 до 16 атомов углерода, – жидкие вещества, после гексадекана (С16Н34) – твердые вещества. Нафтеновые углеводороды (цикланы) имеют формулу Сn H2n и представлены в виде кольца с пятью атомами углерода С5 Н10 (циклопентан) и с шестью атомами углерода С6Н12 (циклогексан). Циклическое строение напоминает вид «круговой обороны», а молекулы данного типа обладают высокой детонационной стойкостью, являются желательными для бензинов и зимних сортов дизельных топлив. Ароматические углеводороды (арены) имеют формулу СnН2n-6, к ним относят бензол С6Н6 в виде кольца (шестигранник) с тремя одинарными связями, чередующимися двойными. К ароматикам относят толуол C7H8, бутилбензол С10Н14. Они обладают высокой детонационной стойкостью, рекомендуются для топлив бензиновых двигателей. При повышении температуры от 50 до 500 0С (крекинг-процесс) для грозненской нефти парафиновые углеводороды расщепляются и их с 62 % становится 15 %, нафтеновые с 34 % увеличиваются до 71 %, ароматические с 4 % увеличиваются до 11 %. На этом основано получение высокооктановых бензинов. При высокой температуре осколки парафиновых и других углеводородов приобретают кольцевое строение. Парафиновые углеводороды (30…50 %) обладают хорошей самовоспламеняемостью (для дизельных топлив); нафтеновые (25…75 %) и арома тические (10…20%) – детонационной стойкостью (для бензинов). К одному атому углерода может присоединяться 4 атома водорода. Атомы углерода между собой могут соединяться одной, двумя, тремя связями. Если связь одна, то углеводород предельный, две и более – непредельный. Последние менее стойкие и быстро изменяют свои свойства под действием давления и температуры. Парафинді көмірсутектердің жалпы формуласы (алкандар) Spn2p + 2. Олар мұнайда үлкен әртүрлілікпен ұсынылған: газ тәрізділерден (CH) 4 - метан, С2Н6-этан), сұйық (С8Н18 – октан) жоғары молекулалы қатты парафиндерге дейін (с18н38 – ақтодекан). Газ тәрізділерде 1-ден 4-ке дейін көміртек атомдары бар, олардың детонацияға төзімділігі жоғары. Құрамында 5-тен 16-ға дейін көміртегі бар қосылыстар-сұйық заттар, гексадеканнан кейін (С16Н34) – қатты заттар. Нафтен көмірсутектері (цикландар) Sp h2n формуласына ие және бес C5 H10 көміртегі атомы (циклопентан) және алты c6n12 көміртегі атомы (циклогексан) бар сақина түрінде ұсынылған. Циклдік құрылым "айналмалы қорғаныс" түріне ұқсайды, ал осы типтегі молекулалар детонацияға төзімділігі жоғары, бензиндер мен дизель отынының қысқы сорттары үшін қажет. Хош иісті көмірсутектерде (ареналарда) Spn2p-6 формуласы бар, оларға сақина түріндегі С6Н6 бензолы (алтыбұрыш) үш қос байланыспен ауысады. Хош иістерге толуол C7H8, бутилбензол С10Н14 кіреді. Олар жоғары детонациялық төзімділікке ие, бензин қозғалтқыштары үшін ұсынылады. Грозный мұнай үшін температура 50-ден 500 0С-қа дейін көтерілгенде (крекинг-процесс) парафинді көмірсутектер ыдырайды және олар 62% - дан 15% - ға айналады, нафтендер 34% - дан 71% - ға дейін, хош иісті заттар 4% - дан 11% - ға дейін артады. Жоғары октанды бензиндерді алу осыған негізделген. Жоғары температурада парафинді және басқа көмірсутектердің сынықтары сақиналы құрылымға ие болады. Парафинді көмірсутектер (30...50 %) жақсы жанғыштыққа ие (дизель отыны үшін); нафтен (25...75 %) және хош иісті (10 2 20%) – детонацияға төзімділік (бензиндер үшін). Бір көміртек атомына 4 сутегі атомы қосылуы мүмкін. Көміртек атомдары бір-бірімен бір, екі, үш байланыс арқылы байланыса алады. Егер Байланыс бір болса, онда көмірсутек шекті, екі немесе одан да көп – шекті емес. Соңғысы аз төзімді және қысым мен температураның әсерінен қасиеттерін тез өзгертеді. жүктеу/скачать 68,71 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|