Caracteristici de Calitate a Combustibililor

Referat Chimia i Tehnologia Petrolului

Tema: Caracteristici de calitate a combustibililor

Universitatea de Petrol i Gaze PloietiFacultatea de Tehnologia Petrolului i PetrochimieiSpecializarea Informatic Industril, An III

Profesor: Raluca DragomirStudeni: Gazele petroliere lichefiatePot proveni atat din gaze naturale cat si din cele asociate titeiului precum si din procesele de prelucrare a titeiului si a produselor petroliere. GPL-ul poarta denumirea de aragaz si este un amestec de hidrocarburi C3 si C4 saturate si nesaturate cu mici cantitati de hidrocarburi C5.Proportia dintre C3 si C4 se stabileste in functie de utilizarea gazelor petroliere lichefiate si in functie de zona geografica . Pentru utilizarile casnice raportul C3/C4 trebuie astfel ales incat continutul in zonele geografice cu climat rece proportiile de hidrocarburi C3 va fi mai mare in timp ce in zonele cu climat mai cald predomina continutul de C4.

In Romania compozitia GPL-ului este:-Max 12% C3-Max 87 % C4-Max 1% C5 GPL-ul este adus in stare lichefiata in recipient sub presiune. El este usor inflamabil si exploziv in contact cu aerul in proportie de 1,5-8,5% gaze. Pentru detectarea pierderilor de gaze in GPL se introduce etil-mercaptan.

Benzinele autoSe utilizeaza in motoarele cu aprindere prin scanteie si au limite de distilare cupirnse intre 30-150 grade C.

Contin ca fractii de baza benzine de cracare catalitica si reformare catalitica alaturi de benzine de izomerizare si alchilare.

Principalii componenti folositi la realizarea benzinelor finite se obtin din prelucrarea petrolului in instalatiile de rafinare. Din punct de vedere ai clasei pe hidrocarburi benzinele contin de la 4-11 atomi de carbon in molecula. Caracteristica principala a benzinei este cifra octanica. In functie de cifra octanica se pot clasifica benzinele auto. O alta proprietate a benzinei este volatilitatea. Arderea benzinei in motoarele cu aprindere prin scanteie se realizeaza in conditii normale numai in stare gazoasa. Gradul de vaporizare al benzinei influenteaza pornirea la rece a motorului, viteza de accelerare a motorului, puterea motorului si economia de carburant. Volatilitatea se apreciaza prin preiunea de vapori de distilare.

Tensiunea de vapori Se defineste prin presiunea de vapori dezvoltata de un volum determinat de benzina la temperatura 37,8 grade C intr-un aparat standardizat numit Roid. Benzina pentru automobile au tensiuni de vapori cuprinse intre 400-700 torr. Crestera tensiunii de vapori a unei benzine favorizeaza pornirea la rece a motorului dar o valoare prea ridicata prezinta pericolul formarii dopurilor de vapori in conductele de alimentare care au drept consecinta aprinderea motorului.Punctul de congelare Este important pentru a evita inghetarea sau separarea cristalelor de carburant, fenomen ce conduce la blocarea filtrelor. Pentru benzine valoare minima a punctului de congelare este de -20 grade C.Viscozitatea Este una din proprietatile importante sle unui carburant si este determinata de compozitia chimica a acestuia, de masele moleculare ale componentilor, de temperatura si presiune.Densitatea Poate oferii informatii asupra compozitie benzinelor. Cunoasterea densitatii si viscozitatii dau informatii cu privire la consumul de combustibil si la puterea calorifica a benzinelor.Puterea calorifica Este data de cantitatea de caldura care se degaja la ardera completa a unui kg de combustibil sau a metri cubi de combustibil gazos si se exprima in kcal sau kj. Valoarea puterii calorifce depinde de compozitia chimica a carburantului si in mod deosebit de moleculele de H si C ale acestuia.

Calitatile antidetonante ale benzinelor Arderea brusca a amestecului de benzina si aer in cilindrii motoarelor poate produce detonatia care este un fenomen nedorit si reduce eficienta motorului. Tendinta de detonatie si intensitatea acesteia depinde in mare masura de compozitia pe clase de hidrocarburi a benzinelor. Din acest punct de vedere hidrocarburile parafinice ramificate precum si cele aromatice prezinta o tendinta scazuta la detonatie in comparatie cu hidrocarburile parafinice cu catena liniara. Antidetonanta combustibililor se exprima prin cifra octanica. Cifrele octanice ale benzinelor se determina in conditii standardizate de laborator in motoare monocilindrice prin metodele COR si COM. Corozivitatea si stabilitatea la oxidare

Actiunea de corozivitate a benzinei este cu atat mai puternica cu cat continutul de sulf este mai mare. Prezenta apei in benzina micsoreaza puterea caloriferica a acestuia provocand derelegrari in alimentarea motorului sau chiar oprirea acestuia.

Aditivi ai benzinelor Aditivi sunt compusi chimici care imbunatatesc calitatile si performantele benzinelor auto si au urmatoarele functii: -confera proprietati fizico-chimice noi; -protejarea motorului

Aditivi folositi trebuie: -sa aiba eficacitate mare la cantitati mici -sa arda complet odata cu combustibilul si fara depuneri -sa nu influenteze alte proprietati ale benzinelor; -sa aiba o solubilitate ridicata termica si redusa in apa

Pentru imbunatatirea calitati benzinelor se folosesc urmatoarele tipuri de aditivi:

Antidetonanti

Antioxidanti

Anticorozivi

Detergenti

Dezactivatori metalici

Aaditivi anti-inghet

Antipoluanti

MultifunctionaliAditivi antidetonanti Sunt utilizati pentru a asigura functionarea normal a motoarelor in conditiile cresterii raportului de compresie peste valori la care benzinele nu ard fara detonatie.Adaugati in cantitati mici in benzine preintampina fenomenele de detonatie determinate cresteri ale cifrelor octanice ale benzinelor.

Aditivi antioxidanti Se adauga la toate benzinele care contin fractiuni de la cracare catalitica, cracare termica cu scopul de a incetini procesele de oxidare, polimerizare si policondensare care au loc mai ales la depozitarea indelungata a acestora.

Aditivi detergenti Sunt folositi pentru a indeparta depunerile. Sunt derivati din acizi grasi.Aditivi anticoroziviCoroziunea pieselor metalice este provocata de compusi agresivi fata de metale cum ar fi:Acizi,peroxizi,alcooli,compusi cu sulf, si pentru a elimina efectul acestora se adauga benzinelor substante tenso-active cu proprietati anti-corozive.

Aditivi dezactivatori metalici Benzinele pot contine urme de metale fin divizate fie din material prima fie introduce in procesul de amestecare. Anihilarea urmelor de metale se face prin utilizarea unor compusi chimici capabili de a bloca metalele prezente.

Aditivi anticongelati Reduc punctul de congelare ale apei sau impiedica formarea cristalelor de gheata, evitand astfel oprirea motorului. Eliminarea aditivilor cu plumb din benzine a condus la reducerea poluari, utilizarea unor catalizatori performanti si diminuarea depunerilor in motoare dar a avut ca inconvenient scaderea cifrei octanice. Avand in vedere cerintele ecologice actuale (benzen < 1%, hidrocarburi aromatice < 25% ), benzinele actuale sunt obtinute prin amestecuri de component: -alifatica ce se bazeaza pe introducerea in benzinele comerciale de hidrocarburi izoparafinice obtinute la izomerizare si alchilare -varianta compusilor oxigenati (MTBE, ETEBE, TAME, DIPE) ; Benzina amestecata cu 15% MTBE duce la reducerea poluantiior astfel: 20-25% mai putin CO; 10-15% hidocarburi nearse; 30% particule solide; 20-30% benzene; 5% oxid de azot;

Motorina

Motorina esta intrebuintata mai ales drept combustibil pentru motoarele Diesel si pentru instalatii termice cu injectoare. Ea se mai foloseste ca lubrifiant pentru masini frigorifice, drept component lichid pentru fabricarea unsorilor consistente etc. Motorina este alcatuita din componente care distila intre 250 si 2900C ,formand motorina I,si intre 290 si 350 grade C ,formand motorina II . Este un lichid galben-brun cu miros specific.

Hidrocarburile care o compun sunt cu C12- C20, atat cele cu caracter saturat (aciclice si ciclice) cat si cele aromatice, proportia lor variind foarte mult. Principalii compusi cu oxigen prezenti in motorine sunt acizii naftenici si acizii grasi (cazul motorinelor din petrolurile din tara noastra).

Aditivi pentru motorine Aditivi acceleratori (maresc cifra cetanica,micsoreaza temperatura de autoaprindere si favorizeaza procesul de ardere). aditivi anticongelanti (impiedica formarea si dezvoltarea procesului de cristalizare a hidrocarburilor parafinice). aditivi contra fumului (fac ca emisia de fum sa fie mult mai redusa iar consumul de combustibil sa se reduca si el).

Cifra cetanic a unui combustibil se definete prin compararea comportrii combustibilului cu cea a unui amestec etalon, format din hidrocarburi cu caliti de autoaprindere opuse. Drept hidrocarbur care se aprinde uor, adic are rezisten la autoaprindere mic, se folosete cetanul , cruia i se atribuie, n mod convenional cifra cetanic CC = 100. Drept hidrocarbur care se aprinde greu, adic are rezisten la autoaprindere mare, se folosete -metil-naftalina , cruia i se atribuie, n mod convenional cifra cetanic CC = 0. Cifra cetanic este definit de procentul de cetan n volumul amestecului etalon.

Comparaia dintre comportarea combustibilului a crui cifr cetanic se determin i a amestecului etalon se face pe un motor special, CFR, al Comitetului Cooperativ pentru Cercetarea Combustibililor, care permite realizarea unui raport de comprimare variabil, n condiii sandard. Exist dou metode de comparare: -cea a raportului critic -cea a ntrzierii la autoaprindere.

La determinarea cifrei cetanice prin metoda raportului critic, raportul de comprimare al motorului este micorat pn nu mai apare autoaprinderea.

Determinrile se fac i cu dou amestecuri etalon la care autoaprinderea nu mai apare la dou rapoarte de comprimare care ncadreaz rezultatul obinut pentru combustibilul msurat, cifra cetanic exact rezultnd prin interpolare liniar ntre valorile date de amestecurile etalon Motoarele diesel merg bine cu motorin cu CC ntre 40 i 55. O cifr cetanic mai mare nseamn o autoaprindere mai rapid, ceea ce permite sau realizarea unor motoare cu turaii mai mari, sau, la aceeai turaie, ofer mai mult timp pentru completarea arderii, rezultnd emisii de noxe mai mici. Pentru CC mai mari de 55 aceste aspecte se plafoneaz.Bibliografie: -curs: Proprietatile si caracteristicile produselor petroliere finite- www.google.ro- www.wikipedia.com