Главная -> Словарь

Температуру воспламенения

Углеводородное топливо представляет собой жидкость сложного состава, состоящую из большого количества индивидуальных углеводородов. Такая жидкость не имеет определенной температуры кипения, процесс кипения происходит в некотором интервале температур. Характеризовать испаряемость жидкостей сложного состава можно фракционным составом, т. е. предельными температурами выкипания определенных объемных долей . Характерными точками фракционного состава обычно считают температуру начала кипения, температуру выкипания 10, 50, 90% объема топлива и температуру конца кипения. Фракционный состав топлива определяют по ГОСТ 2177—59 в лабораторных условиях на стандартной установке, схема которой показана на рис. 4.

Кривые ИТК используют для определения фракционного состава сырой нефти, расчета физико-химических и эксплуатационных свойств нефтепродуктов и параметров технологического режима процессов перегонки и ректификации нефтяных смесей. Кривые ИТК нефти и нефтяных фракций обычно имеют монотонный характер, что говорит о равномерном выкипании смеси, т. е. о примерно одинаковом содержании в смеси различных компонентов. Кривые ИТК нестабильных бензинов, керосинов и дизельных топ-лив имеют вначале ступенчатую форму и далее непрерывный характер. Каждая ступень кривой определяет температуру выкипания индивидуального компонента и содержание его в исходной смеси.

На установках первичной переработки нефти достигнута высокая степень автоматизации. Так, на заводских установках используют автоматические анализаторы качества , определяющие: содержание воды и солей в нефти, температуру вспышки авиационного керосина, дизельного топлива, масляных дистиллятов, температуру выкипания 90 % пробы светлого нефтепродукта, вязкость масляных фракций, содержание продукта в сточных водах. Некоторые из анализаторов качества включаются в схемы автоматического регулирования. Например, подача водяного пара в низ отпар-ной колонны автоматически корректируется по температуре вспышки дизельного топлива, определяемой с помощью автоматического анализатора температуры вспышки. Для автоматического непрерывного определения и регистрации состава газовых потоков применяют хроматографы.

В связи с тем что при атмосферном давлении температуру конца кипения, а иногда и температуру выкипания 96% утяжеленных топлив определить трудно, в стандартах оставили только требования по температуре перегонки 90% топлива. Так, 90% утяжеленного топлива должно выкипать до 360 °С. В некоторых зарубежных стандартах на утяжеленное дизельное топливо регламентируют температуру выкипания 85% топлива .

более высокую температуру выкипания 10%, поэтому пусковые свойства его хуже, чем у автомобильных бензинов. Другие сорта авиационных бензинов содержат много ТЭС .

74,5 кПа — только на 2,7 кПа. С повышением давления насыщенных паров базового бензина каждая единица прироста давления требует все большего добавления низкокипящих компонентов. Максимальное увеличение давления насыщенных паров, как и следовало ожидать, вызвало добавление бутан-бутиленовой фракции, минимальное — изопентана; газовый бензин занимает промежуточное положение. Добавление к бензину образца № 17% бута-навоя фракции дало такое же повышение давления насыщенных паров, как и введение 10% газового бензина или 13% изопентана. Интересное исследование влияния содержания углеводородов С4 и GS на температуру выкипания 10% бензина и его давление насыщенных паров дано в работе . В депентанизированные бензины с температурой выкипания 10% 91—95 °С и давлением насыщенных паров 11,97—14,63 кПа добавляли фракцию С4, содержащую 99,38% бутана, и фракцию GS, содержащую 99,34%! пентанов. По данным анализа смесей построены графики , позволяющие определить варианты содержания углеводородов С4 и GS, при которых бензины соответствуют требованиям стандарта. Так, для зимних видов автомобильных бензинов по фракционному составу и давлению насыщенных паров при содержании 7 и 5% углеводородов С4 содержание углеводородов С5 должно быть соответственно не менее 17 и 23%; для летних видов при отсутствии в бензине углеводородов С4 содержание углеводородов Cs должно быть не менее 13%. С помощью графика можно найти необходимое содержание углеводородов С4 и С5 и их соотношение при проработке плана выработки товарных бензинов.

В коябу заливают 100 см3 топлива и нагревают на горелке до кипения. Пары кипящего топлива поступают в холодильник, где охлаж^ даются, конденсируются и конденсат стекает в мерный цилиндр. В момент падения первой капли конденсата в мерный цилиндр фиксируют температуру паров, которую считают температурой начала кипения топлива. Затем отмечают температуру, при которой в мерном цилиндре собралось 10 % перегоняемого продукта С^-ю %), 20 %, 30 % я т.д. За температуру конца кипения топлива принимают температуру выкипания 98 % или наивысшую температуру, которая была зафиксирована пои перегонке .

Рис. 1-31. Определение характеризующего фактора в зависимости от плотности нефтепродукта и средней мрльной температуры кипения. .

Кривая ИТК по данным разгонки ASTM строится так. По температуре отгона 50% фракции определяют температурную, разность ДГ5о%, которую алгебраически суммируют с температурой TSQ%ASTM и получают температуру выкипания 50% фракции по ИТК. По значениям разностей температур разгонки по ASTM, отвечающим разным интервалам , определяют соответствующие разности температур ИТК '. Затем по известной 50%-ной точке ИТК определяют ряд точек ИТК , вычитая или прибавляя к температуре 50%-ной точки соответствующие температурные разности. Температура выкипания 50% фракции по ИТК связана с температурой выкипания 50% фракции по ASTM зависимостью

Для характеристики керосиновой фракции определяющими являются температура начала кристаллизации и вязкость, для дизельной— температура вспышки и застывания. Чтобы вязкостные и температурные показатели качества дистиллятов соответствовали требованиям норм, нужно добиться получения на перегонных установках погонов определенного фракционного 'состава. Если качество перерабатываемой нефти изменяется, то зачастую изменяют температуру выкипания дистиллятов.

Бензин должен иметь возможно более низкую температуру выкипания пусковой 10%-ной фракции и одновременно ограниченную упругость пара. Однако очень низкая упругость пара также нежелательна: затрудняются испаряемость топлива и запуск двигателя при низких температурах.

Влияние молекулярного веса на температуру воспламенения парафиновых углеводородов

ем на свежую смесь ИК-излучения накаленной поверхности в. предпламенной зоне, по-видимому, протекают процессы, приводящие к самовоспламенению смеси*. Имеющиеся результаты экспериментальных исследований зажигания смеси нагретой поверхностью подтверждают данное предположение. Например, в. опытах А. Н. Воинова при поджигании смеси накаленной нихромовой пластинкой наблюдалось существенное влияние химического состава смеси на температуру воспламенения. Подобный эффект существует в-тех случаях, когда в смеси протекают реакции, приводящие к самовоспламенению. Вклад составляющей самовоспламенения в суммарный процесс воспламенения смеси от нагретой поверхности зависит от условий опыта. На установке одиночных циклов он возрастал с ростом температуры и давления сжатия.

Рикардо впервые постулировал положение, что детонация вызывается вторичным взрывом, причина которого — спонтанное воспламенение некоторой части несгоревшего сырья, однако какая часть сырья подвергается предпламенному окислению, долгое время установить не удавалось. Самовоспламенению способствует повышение плотности несгоревшего сырья и повышение его температуры, которые вызываются теплом адиабатического сжатия, происходящего при продвижении фронта пламени. Углеводороды и топлива с низкой температурой воспламенения детонируют очень легко ; кроме того, антидетонаторы повышают температуру воспламенения в смеси с воздухом, в то время как вещества, вызывающие детонацию, дают противоположный эффект .

Таблица VIII-7 Влияние ТЭС на температуру воспламенения

Вызывающие неполадки отложения могут нагреться до необходимой температуры за счет теплоты окисления собственных углеродсодержащих веществ. Преждевременное воспламенение, как было установлено, происходит значительно чаще под влиянием отложений, полученных из топлив, содержащих ТЭС, чем из неэтилированных топлив . Окиси и соли свинца и других металлов понижают температуру воспламенения углерода и стимулируют его сгорание. Таким образом, те условия, которые необходимы для сгорания отложений , будут способствовать преждевременному воспламенению. К числу известных факторов такого рода относятся: бедность смеси «воздух : топливо» , повышенные температуры воздуха и повышенное давление , поздняя установка зажигания, повышенная степень сжатия, тип топлива , источник получения топлива. Так, например, при снижении конца кипения топлива тенденция к преждевременному воспламенению снижается; вообще же эта тенденция для различных классов углеводородов уменьшается в такой последовательности: ароматические, олефины, парафиновые углеводороды .

Процессы, происходящие в бензиновом двигателе и дизеле, резко отличаются друг от друга, поэтому отличаются друг от друга и типы топлива, применяемого в этих двигателях. Для двигателей внутреннего сгорания требуются низкокипящие, равномерно сгорающие углеводороды с относительно высокой температурой самовоспламенения . Топливо для дизельного двигателя, напротив, должно иметь низкую температуру воспламенения, и поэтому низкокипящие соединения для этой цели непригодны. К моменту воспламенения в дизельных двигателях находится не весь объем топлива, как в бензиновых, а только часть; топливо добавляется в течение всего времени поворота кривошипа, начиная с момента, когда кривошип не доходит на угол 15—20° до верхней мертвой точки, причем горение топлива происходит в полном объеме.

Когда температура разложения образующихся киситородсодержа-щих соединений ниже температуры воспламенения горючего, они • могут вызвать нарушение правильности сжигания. В дальнейшим мы познакомимся также с их влиянием на детонацию при горении. Углеводороды с высоким молекулярным весом легче других подвергаются разложению и вследствие этого более пригодны для образования нестойких кислородсодержащих соединений. Этим обстоятельством объясняется тот факт, что в большинстве случаев высшие представители того или иного ряда углеводородов обладают наиболее низкими точками, воспламенения, и поэтому бензин имеет точку воспламенения высшую, чем парафин . Ароматические углеводороды могут также образовывать пероксиды, но в большинстве случаев очень стойкие. Точка воспламенения этих горючих зависит от) выделения свободного атома водорода Н и приближается изданным для П., Примеси, -находящиеся в техническом продукте, могут также понижать температуру воспламенения горючих благодаря разложению, начинающемуся ранее достижения температуры нормального горения.

Для определения температуры вспышки характерно, что смесь вспыхивает и сейчас же гаснет. Если же продолжать нагревание жидкости, можно вновь наблюдать вспышку паров, при этом вспыхнувший продукт будет спокойно гореть в течение некоторого времени. Соответствующая этому наинизшая температура называется температурой воспламенения. Температуру воспламенения определяют на том же приборе , что и температуру вспышки.

Наличие тетраэтилсвинца в топливе влияет на состав и свойства образующегося нагара. Наибольшую температуру воспламенения

Опытами на двигателях показано, что нагары, имеющие более низкую температуру воспламенения, вызывают более интенсивное калильное зажигание. Отмечено, что наличие свинца приводит к повышению температуры и скорости горения нагара. Одновременно свинец способствует более полному и быстрому сгоранию углерода.

Калильная активность нагара зависит от содержания в бензинах ароматических углеводородов и зольных присадок. Высокомолекулярные ароматические углеводороды образуют активный нагар, склонный к саморазогреванию. Присутствие в нагаре продуктов сгорания ТЭС снижает температуру воспламенения нагаров с 550—600 до 200—300 °С.