Тема № 4. Общие свойства топлива. Методы их оценки

ЛЕКЦИЯ № 4, 5 – ОВД, 2008

План:

1. Получение и очистка топлив. Нефть

2. Состав топлива, его горение (теплота сгорания)

3. Эксплуатационные свойства топлива: испаряемость, плотность и вязкость, низкотемпературные свойства, стабильность, гигроскопичность, коррозионные свойства

1. Получение и очистка топлив. Нефть

Топливом называют горючие вещества, сжигаемые с целью получения тепловой энергии.

Нефть является ценнейшим природным ископаемым. Из нефти получают различные сорта жидких топлив и смазочных материалов. Нефть является первостепенным сырьем для химической промышленности, вырабатывающей взрывчатые в-ва, красители, синтетические полимеры, химические реактивы и т.д.

Элементами нефти в основном являются углерод и водород, образующие различные классы углеводородов. По сути, нефть представляет собой смесь газообразных, жидких и твердых углеводородов, а кроме них в нефти содержатся в не большом количестве нафтеновые кислоты, сернистые и азотистые соединения. Углеводороды могут быть предельными (родоначальник – метан СН₄, далее этан, пропан, бутан: ациклические(С_nH_2n+2) и циклическиеC_nH_2n) и непредельными (производные этилена CH₂=CH₂: C_nH_2n, ацетилена CH≡CH: C_nH_2n-2 и ароматические – бензол и его производные: толуол, о- ксилол: C_nH_2n-6). В зависимости от места добычи нефти содержание тех или иных классов углеводородов в ней будет колебаться.

Чем выше молекулярный вес углеводородов, тем тяжелее образуемые ими нефтепродукты и тем выше температура их кипения и вязкость. Так, в бензинах содержатся углеводороды с числом атомов углерода примерно от 4 до 12, в дизельных топливах – от 12 до 25, в смазочных маслах от 20 и примерно до 72.

Природные топлива получают первичной переработкой нефти, заключающаяся в ее фракционной перегонке.

Фракционная перегонка заключается в разделении смеси по фракциям. Фракции –– отдельный вещества смеси, выкипающих в различных температурный интервалах, и выраженные в объемных или массовых долях от общего количества смеси.

При перегонке получают следующие нефтепродукты:

1. бензин (т.кип. 40-150⁰С)

2. лигроин (т.кип. 120-240⁰С)

3. керосин (т.кип. 150-300⁰С)

4. газойль –– соляровое масло (т.кип. выше 300⁰С)

5. остаток –– вязкая черная жидкость –– мазут.

Мазут подвергают дальнейшей обработке. При вторичной обработке нефти, в частности из мазута путем разложения (крекинга) молекул получают масла и главным образом бензины (при термическом крекинге – автомобильный бензин до 70%; при каталитическом крекинге – авиационный бензин до 80%).

2. Состав топлива, его горение

В состав приведенных в классификации топлив входят в основном одни и те же элементы и составные части. Так во всех видах твердых и жидких топлив содержатся, в том или ином количестве C, H, O, N, S (органика), H₂O и минеральные примеси (элементы из органики могут входить и в минеральные примеси). В газообразном топливе находятся в-ва в газообразном состоянии, содержащие те же элементы.

Сущность процесса горения заключается в окислении кислородом воздуха входящих в его состав горючих элементов (C, H, S). Конечными продуктами сгорания являются углекислый газ (CO₂), вода (H₂O) и сернистый газ (SO₂), а при недостатке кислорода или благоприятных условий для восстановления углекислого газа образуется угарный газ (СО).

Дата добавления: 2014-01-20