ҚазМұнайГаз жанармай бекетіндегі бензиннің сапасы

    

 

 

 

Мазмұны:

 

 

1. Кіріспе___________________________________________________ 1                                                                                                   
2. Негізгі бөлім

      2.1. Жанармайлардың қасиеттері мен қолданылуы_______________2

        2.2  Жанармайдың цилиндрде жану ___________________________3-4    

        2.3  Жанармайдағы октан саны _______________________________ 5-6

        2.5  Антидетонаторлар  ______________________________________7-8  

        2.6 Бензиндердің күйе қабыршықтарын түзу мен коррозиялық қасиеттері______________________________________________________9-11

        2.7.Бензиннің  түрлері мен маркалары_________________________12-13

3. Экспериметтік бөлім

3.1ҚазМұнайГаз жанармай  бекетіндегі бензиннің сапасы______14-22                                                                

Қорытынды_______________________________________________ 23                                                                                        

4. Пайдаланған әдебиеттер                                                                   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кіріспе

Бензин (французша: benzіne) – 30 – 205°С аралығында қайнайтын, құрамы әр түрлі жеңіл көмірсутек тердің қоспасы; түссіз не арнайы боялған сұйық. Судан жеңіл, тығыздығы 0,70 – 0,78 г/см3, өзіне тән иісі бар, 60°С-та қатады. Бензин тез буланғыш, оңай тұтанғыш зат, буының ауамен қоспасы қопарылғыш келеді. Бензин алудың негізгі кең тараған әдістері: мұнайды тікелей айдау, мұнайдың ауыр фракцияларын крекингілеу, көмірсутек газдарынан бөліп алу, тас көмірді гидрогендеу және көмірсутек газдарын (изобутан, бутан, пропан) алкилдеу, т.б. Бензинді іштен жанатын қозғалтқыштарда отын, майды, шайырды, каучукті еріткіш ретінде, т.б. қолданады. 
Отын ретінде қолданылуына қарай авиация Бензині және автомобиль Бензині болып бөлінеді. Бензиннің негізгі қасиеті – детонацияға тұрақтылығы, яғни қозғалтқыштарда бірқалыпты жану қабілеті. Оның детонацияға тұрақтылық қасиеті октан санымен сипатталады. Октан саны неғұрлым көп болса, детонацияға тұрақтылық қасиеті соғұрлым жақсы болады. Бензиннің маркалары (А-80, А-93, А-95, т.б.) осы қасиетке негізделген. Автомобиль санының күрт өсуіне байланысты Бензин үлкен қалалар ауасын ластаушы негізгі факторға айналып отыр. Ауадағы Бензин буының қойыртпалығы 100 – 300 мг/м3-ден көп болса, адам организміне қауіпті, сондықтан онымен жұмыс істегенде және оны пайдаланғанда барлық сақтық шаралары қадағалануы тиіс. Қазақстанда Бензин Атырау, Павлодар, Шымкент қалаларындағы мұнай өңдеу зaттарында өндіріледі.

Қоршаған ортаны қорғау адамзат алдындағы маңызды глобальды  мәселеге айналып отыр. Қазіргі кезде  қала жолдарындағы автокөліктердің  қарқынды түрде дамуы мемлекетіміздің  экономикалық дамуына ғана емес, сонымен  қатар атмосфералық ауасының ластануына да әсерін тигізеді. Әсіресе урбандалу зоналарындағы қоршаған орта мен автомобилизация арасындағы кез келген жағдай, соның ішінде қоғамдық транспорттың экологиялық әсері зор.Сондықтан да автокөліктердің дамуындағы бағалануы мен жоспарлануы оның сыртқы ортаны деградациялау қасиетіне қарай жүргізілуі қажет.  
Жалпы атмосфераның жасанды ластаушы көздерінің ең негізгісі болып осы автокөліктер есептелінеді. Француз ғалымы Детри есептеулері бойынша автокөліктен бөлінетін газдар құрамында: көміртек – 9%, көміртегі оксиді, көмірсутек – 0,5%, оттегі - 4%, сутегі - 4%, алдегидтер – 0,004%, азотоксиді – 0,06%, т. б. 200-ге жуық улы компоненттердің бар екені анықталған. Қоршаған ортаға көмірсутек, күкірт, бензин құрамына кіретін канцерогенді заттар мне қорғасын өте зиянды әсер етеді. Бензин қозғалғыштығымен қамтамасыз етілген көлік әр 15 мың км жүргенде 4350 кг оттегіні жұмсайды. Бұл жағдайда қоршаған ортаға 3250 кг көміртек диоксиді, 530кг көміртек оксиді, 93 кг көмірсутектері, 27 кг азот оксиді шығарылады.  
Автокөлік қозғалтқыштарында жану процесінен шығатын ең қауіпті құрауыштың бірі бензиндегі тетраэтилқорғасыннан түзілген пайдаланылған газдағы қорғасын қосылыстары.

                                               1

2.1. Жанармайлардың қаиеттері  мен қолданылуы

 Іштен жану двигательдерінде жанармай жанған кезде химиялық энергия  алдымен жылу энергиясына ,содан соң жылу энергиясы механиялық жұмысқа айналады.Жанғыш қоспаларды дайындау мүмкіндіктеріне  сырттай дайындалатын ,яғни карбюраторлы ,екіншісіне іштей дайындалатын двигательдері (дизельдерді)жатқызады.

Іштен жанатын поршеньді  двигательдерде пайдалы жұмысқа  бөлінген жылудың 20-42 %  ғана жұмсалады,ал қалған жылу пайдасыз шығындалады.Пайдасыз жылулар төмендегі түрлерге жіктеледі:

__салқындатуға арналған сұйық пен двигатель тетіктерін қыздыруға жұмсалатын ;

__двигательдің жұмыс істеуіне пайдаланылған газдармен бірге  сыртқа (атмосфераға)шығатын

__двигательдердің қызған тетіктерінен сыртқы атмосфераға жайылатын ;

 бөлшектердің арасындағы  үйкеліс күштерін жеңуге пайдаланылатын;

__қосымша тетіктерді іске қосуға жұмсалатын ;

__жанармайдың толық жанбауының салдарын бөлінбейтін

   Іштен жану  двигательдерінің өнімділігін арттыру  тетіктерді жетілдіруде,оларға арналған  жанармайлардың сапасын арттыру  және жаңа түрлерін іздестіру   осы бағыттағы өзекті мәселелердің  бірі  болып отыр.

  Двигательдердің  техникалық –экономикалық көрсеткіштерінің  жоғарғы деңгейіне жетуіне еңм  бірінші әсер ететін –жанармай  сапасы.Сондықтан да карбюраторлық  двигательдердің  сенімді де  ұзақ жұмыс істеуін қамтамасыз  ету үшін пайдаланылатын жанармайлардың төмендегі талаптарға сай болу керек:

1. Жанармай өте жоғары мөлшерде жылу бөле жануы керек;
2. Жанармай ауамен араласып сапалы қоспа жасай отырып ,двигательдің

жеңіл от алуына ,бір режимнен екінші режимге жайлап ауысуына және де түрлі климаттық жағдайларда двигательдерді пайдаланғанда олардың бір қалыпты жұмыс істеудің қамтамасыз етуі керек.

3. Двигательдердің барлық жұмысрежимдерінде детонациялы жануды болғызбауы қажет.
4. Жану кезіндегі двигательдердің қатты қызып үйкеліс әсерінен тозуына мүмкіндік туғызбас үшін күйе бөлініп шығармауы қажет.
5. Жанармайдың өзі де ,оның жанғандағы өнімдері де жану кезіндегі металдарда коррозия пайда болуына жол бермеуі керек.
6. Сақтау және тасымалдау кездерінде жанармай қасиеттерінің  тұрақтылығы сақталып,өзінің алғашқы қасиеттерін өзгертпеуі тиіс,
7. Сыртқы ауа температурасының төмендеу кезінде жанармайды май құбырымен тасмалдауды қамтамасыз ету үшін олардың қату температурасы төмен болуы керек
8. Қоршаған орта мен адамдарға неғұрлым аз зиян келтіруі қажет.

                                                2

 

2.2 Жанармайдың цилиндрде жану

    Двигательдегі  ең негізгі процесс-жану ал  қалғандары (жанармайдың ауамен араласуы булануы қызуы )қосалқы процестер болып есептелінеді.Двигательдегі сығылу дәрежесі ( ε)неғұрлым жоғары болса жанғыш қоспаның оталуы кезіндегі қысымы мен температурасы соғұрлым жоғары болады да, Двигатель үнемді жұмыс істейді.

    Карбюратолық двигательдерде  цилиндржегі жанғыш қоспаның  сығылу дәрежесі  6 мен 9 арасында  болып,температурасы +200-250⁰С болса қоспа жақсы тотыға алады.

   Жанармайдың карбюраторлы  двигательдердегі жану процесін  екі кезеңге бөлуге болады.Бірінші  кезең –электр ұшқыны  берілген  кезден оталуға дейінгі аралық 5-10⁰С-қа бұрылады.Бұл кезеңде жанармай тотығы қызып ,оталады.Сондықтан ,бұл аралықты шырақтану аралығы немесе көрінбей жану деп атайды.Ал екінші аралықта жанармайдың нақтылы жану кезі ,оталу нүктесінен бастап  қысымның ең жоғары деңгейіне жеткенге дейін созылып,көбіне жоғарғы қозғалыссыз нүктеден біраз өтіп барып  аяқталады.Жанғыш қоспаның температурасы ұшқын берілген уақытқа дейін неғұрлым жоғары болса,соғұрлым жану процесі  жылдам және  толық болады.

   Жану процесі қалыпты  жағдайда жалынның таралу жылдамдығы 25-40м∕с жетеді.Жану жылдамдығына  жанармайдың химиялық құрамы мен мөлшері ,цилиндрде қалған газдың көлемі ,қоспаның температурасы және цилиндрдегі қысым көп әсер етеді.Өте жылдам жану ауаның артық берілу коэффициенті ∂=0,93-0,95болған жағдайда байқалады.

   Қопарылыс түрінде жанған  кезде жанармайдың біраз бөлігі  жанбай қалады да,соның әсерінен двигательден шыққан газ өнімдерінен түтіннің барлығын байқауға болады.Детонацияның жиілігі циклдегі жанармайдың қандай мөлшердегі зарядты қопарылыс түріндегі жануына байланысты.Егер циклдегі зарядтың 93-95% қалыпты түрде жанып ,детонацияның аз екенін көрсетеді.Бірақта детонацияның сыртқы белгілері 5% циклдегі зарядтың детонациялы түрде жануынан да белгілі бола бастайды.Зарядтағы 10-12% қоспа детонациялық жиілігі орташа болады.Ал оның мөлшері 18-20% жетсе ,онда күшті детонациялық жану пайда болады.Бұл детонация әсері басқа цилиндрлерге де беріліп двигательдердің істен шығуына әкеліп соғуы мүмкін.

    Детонациялық жануды  теориялық тұрғыдан түсіндіру  негізін академик Н.А Бах салған.Ол  осы процесті түсіндіру үшін  жоғары тотығу теориясын қолдаған.Бұл теорияны одан әрі Нобель сыйлығының лауреаты академик Н.Н Семенов дамытты.Детонациялық  жану процесін зерттеуде Я.Б.Зельдович Л.Д.Ландау А.С.Соколов сияқты акдемиктер және басқалар сүбелі үлес қосты.

Жоғары тотығу теориясы тұрғысында қарағанда детонация тұрақсыз жеңіл қопарылғыш оттектік байланыстар мен жанармайдың қанығуының салдарынан пайда болады.

 

                                              3

Көмірсутектер мен оттегі молекулалары тікелей байланыста болатын заттар түзеді.Егер оттегі молекуласы С-С байланыспен қосылса былай өзгереді:

 

 

    H   H                        H                 H

       │   │ │                 │

R—C—C –R +O₂→R—C—O—O—C—R

       │    │                        │                 │ 

       H    H                        H                H

 

Егер С—H байланыспен қосылса онда басқаша түзіледі:

 

 

 

    H   H                        Н    Н

       │   │ │   │

R—C—C –R +O₂→R—C—C—R

       │    │                        │    │ 

       H    H                       О     H 

                                        │  

                                        О

 

                                        Н

   Жанғыш қоспаның температурасы  мен қысымының көбеюі салдарынан ,көмірсутектер жалынның алдында  тотығады,яғни сығылу тактісінде ,тоттыққыш заттар пайда болады.Академик Н.Н Семеновтың теориясы бойынша тотыққыш заттар түзетін реакциялар тізбекті түрде болады.Тотығуда пайда болған заттар тотыққыш түрінде түзіліп ,жаңа қосылғыш орталар пайда бола бастайды.Егер жанармайдың детонациялық тұрақтылығы төмен болса,онда тоттыққыш заттар түзілу процесі өте жылдам өтеді де,детонация пайда болады.Ал жанармайда детонациялық тұрақтылығы жоғары ароматты және изопарафинді көмірсутектер көп болса,құрамына оттегі кіретін заттардың ең соңғы бөлігі жанған кезде детонацияның пайда болуына жеткіліксіз болады.

  Детонацияның пайда болуына  жанармайдың химиялық құрамы  мен двигатель құрлысының ерекшеліктерінің  басқа,жанармайды пайдалану жағдайы  да әсер етеді.Детонацияның пайда  болуына жанғыш қоспаның қалыпты  түрге жақын кезі өте қолайлы жағдай  болып есептеледі.Қоспаны байыту немесе  керісінше өзгерту арқылы детонацияны төмендетуге болады.

 

 

                                             

 

                                              

                                                4

2.3 Жанармйдағы октан саны

           Бензиннің октандық санын арнайы дайындалған,бір цилиндрлі двигательде эталондық жанармаймен салыстыру арқылы анықтайды.Эталондық жанармай екі түрлі көмірсутектерден тұрады:біріншісі –детонациялық тұрақтылығы өте жоғары изооктан;екіншісі-детонациялық тұрақтылығы төмен Н-гептан.Бұл екі түрлі көмірсутектердің физикалық қасиеттері жақын болғанымен құрылыстары өзгеше ,сондықтан да детонациялық тұрақтылығы әр түрлі.

                 Изооктанның (С₈Н₁₈)құрылысы мынадай:

 

               CH₃        CH₃

              │          │

     СН₃−C−CH₂−CH−CH₃

              │

              CH₃

 

 

 

 

         Изооктанның детонациялық тұрақтылығын 100 бірлікке теңестірген.

         Н-гептан (С₇Н₁₆) құрылысы тізбекті түрде орналасады.

         СН₃−CH₂−CH₂−CH₂−CH₂−CH₂−CH₃.Ал оның детонациялық   тұрақтылығын нольге теңестіріп қабылдаған.Осы көмірсутектерді белгілі бір көлемде араластыру арқылы детонациялық тұрақтылығы 0 мен 100 аралығындағы жанармай алынады.