Химия и химические технологии/ 6. Органическая химия

УДК 665.5:577.47

ХИМИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

ИМАНКУЛОВ Н.Н., ИСАЕВА А.У.

Южно-Казахстанский государственный университет

им.М.Ауезова, г.Шымкент, Республика Казахстан

Химическая стабильность дизельного топлива – способность противостоять окислительным процессам, протекающим при хранении. Эта проблема возникла с углублением переработки нефти и вовлечением в состав товарного дизельного топлива среднедистиллятных фракций вторичной переработки нефти, таких, как легко газойля каталитического крекинга, висбрекинга, коксования [1].

Химическая стабильность оценивается по количеству образовавшегося в топливе осадка (мг/100мл) по ASTM D 2274 [2].

Представление о взаимосвязи токсичности продуктов сгорания и параметров работы двигателя, помимо анализа данных, представленных в табл. 1 дали возможность вывести следующие основные закономерности, справедливые при стехиометрическом составе топливной смеси [3,4]:

- эмиссия СО и углеводородов возрастает с увеличением соотношения С/Н в топливе и уменьшается с повышением температуры сгорания топливной смеси;

- эмиссия оксидов азота NOX увеличивается с повышением температуры сгорания топливной смеси;

- мощность двигателя и его экономичность увеличиваются с повышением теплопроизводительности топливной смеси;

- расход топлива и соответственно, пробег автомобиля при одной и той же топливной заправке увеличивается с уменьшением теплоты сгорания топлива;

- эмиссия СО₂ снижается с уменьшением соотношения С/Н и со снижением расхода топлива, т.е. с повышением экономичности двигателя.

Таблица 1

Физико-химические эксплуатационные характеристики традиционных и альтернативных топлив

Показатель	Авто-мобильный бензин	Дизельное топливо (летнее)	Метанол	Этанол	Диметиловый эфир	Сжатый природный газ	Сжиженный газ	Водород	Эфиры растительных
Плотность при 20°С, кг/м^3	740-760	820-850	795	789	2,091	150^а	550	70^б	875-900
Вязкость при 20°С, мм/м^3	0,5-0,7	3,5-6,0	0,55	1,76	-	-	-	-	-
Температура, °С застывания (кристаллизации)	<-60	<-10	-98	-115	-138	-182	-187	-259	-0+-5
Кипения	35-200	180-360	65	78	-25	-162	-42	-253	>200
Вспышки	<0	<40	8	13	-41	-	-	-	>100
Самовоспламенения	350-400	230-300	464	423	350	650-700	550-600	550-510	300-350
Октановое число (исследовательский метод)	80-90	-	104-115	106	-	100-110	90-110	30-40	20-25
Цетановое число	-	40-45	3-5	8	>55	-	18-22	45-90	50-55
Отношение С/Н	5,5	6,5	3	4	4	3	4,5	-	6,5
Содержание серы, %	<0,15	<0,25	0,0	0,0	0,0	0,0	<0,003	0,0	<0,1
Теплота сгорания низщая, МДж/кг	41-44	42-43	20	25	25	49-50	45-46	118	37-38
Парообразования, кДж/кг	200	210	1100	900	470	-	-	48	-
Смеси (объемная теплопроизводительность), МДж/м^3	3,5	3,4	3,6	3,6	3,6	3,2	3,5	3,0	>3,4
Массовая теплопроиз-водитель-ность, МДж/кг	2,7	2,8	2,6	2,6	2,6	2,7	2,8	3,3	2,7
Теплоемкость при 20°С, кДж/(кг° град)	2,0-2,1	1,9	2,5	2,4	-	2,2	1,65	14,2	-
Стехиометрическое количество воздуха, требующееся для полного сгорания топлива, кг/кг	14-15	14,0-14,5	6,5	8,5	8,9	17,0-17,5	15	34,8	13,5-14,5
Максимальная температура пламени при α=1°С	2060	2100	1910	1960	-	2020	2030	2180	2000
ПДКРа мг/м^3	100	100	5	1000	-	300	300	-	-

В таблице 2 дана эмиссия углекислого газа при производстве и применении различных топлив [5].

Таблица 2

Суммарная эмиссия углекислого газа (в г/кВт) при производстве и применении различных видов топлив

Топливо	Двигатель	Эмиссия СО2
Бензин из нефти	С принудительным воспламенением	327
Сжатый природный газ	То же	224
Сниженный нефтяной газ	-«-	276
Этил-трет-Бутиловый Эфир	-«-	408/278*
Этанол	-«-	530/169*
Дизельное топливо из нефти	Дизельный	308
Диметиловый эфир	То же	318
Растительные масла	-«-	410/201*
Водород жидкий	-«-	627

И так, исходя из полученных экспериментальных данных следует, что цетановые числа полученных топлив составляет 48-50, что соответствует нормам принятых стандартов.

Литература

1. Иманкулов Н.Н., Балабеков О.С. Улучшение качеств дизельного топлива с добавкой рапсового масла и его эфиров //Узбекский химический журнал. -2008.

2. Иманкулов Н.Н., Балабеков О.С. Биодизельное топливо растительного происхождения. //Материалы II Международного форума «Аналитика и аналитики». –Воронеж, 2008.

3. Огуршев А.М. Физико-химические показатели биотоплива для дизелей.// Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2005, №4, с.26

4. Семенов В.Г., Петик П.Ф., Федякина З.П., Семенов Д.У., Бевзюк Т.С, определение физико-химических показателей альтернативных топлив растительного происхождения для дизельных двигателей.// Масложировая промышленность, 2006, №6, с.22-23.

5. Евдокимов А.Ю., Фукс И.Г., Багдасаров Л.Н., Галенов А.А. Топлива и смазочные материалы на основе растительных и животных жиров.// М., ЦНИИТЭнергохим, 1992, с.29.

Түйін

Әдебиеттерден алынған мәліметтерді салыстыра отырып, алынған стандарттарға биоотын жауап бере алады. Сонымен қатар, алынған биоотынды дизельді двигательдерге тұрақты отын ретінде пайдалануға болады. Олар экологиялық таза және экономикалық тиімді.

Summary

Comparing the both data first given as an our experiments and second one earlier published in scientific literature, we get to know that all biodiesel fuel parameters are measured in accordance with national standards and can be used as the regular oil for diesel motors. Also all fuel are ecological and economical profitable.

ЗАЯВКА

На участие в научно-практической интернет-конференции

Ф.И.О. авторов, ученая степень	Иманкулов Нурбахыт Насырович, к.т.н.,
Название доклада	ХИМИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
Выбранная секция	Научные исследования в технических областях
Место работы, должность	Докторант Южно-Казахстанского государственного университета имени М.О.Ауезова
Контактный адрес	Иманкулов Н.Н. Республика Казахстан, Южно-Казахстанская область, г.Шымкент, ул. Казыбек би 11 160000
Контактный телефон	Телефон, факс: 8 (7252) 545846
е-mail:	tazhibaev.marat@mail.ru