Методы определения фракционного состава бензина и других нефтяных топлив
Фракционный состав бензина – это показатель его испаряемости, являющийся главной характеристикой качества данного топлива.
Целью определения фракционного состава нефти является определение направления переработки сырьевой базы и получение информации о содержании в ней базовых масел. Первый метод определения фракционного состава подразумевает использование автоматических устройств. Колбы изготавливаются из термостойкого стекла, имеющего дно и стенки одинаковой толщины. Второй способ предполагает использование шестигнезодого или четырехгнездого аппарата. Колбы имеют круглое дно, ее вместимость составляет около 0,25 кубометра.
Свойства и виды фракций
В процессе определения фракционного состава нефтепродуктов и нефти могут образовываться следующие фракции:
- Легкие, выходящие при атмосферном давлении и температуре до 140 градусов по Цельсию.
- Средние, выходящие при атмосферном давлении и температуре от 140 до 350 градусов по Цельсию.
- Тяжелые, входящие при вакуумной переработке и температуре более 350 градусов по Цельсию.
К средним и легким фракциям относятся:
- Петролейная. Данная фракция представляет собой бесцветную жидкость, состоящую из гексана и пентана. Такая жидкость испаряется сразу при невысоких температурах. Используется как растворитель для зажигалок, горелок и т.п.
- Бензиновая. Данная фракция представляет собой светлую жидкость, которая состоит сложных углеродных соединений, выкипающие при температуре 140 градусов по Цельсию. В основном используется для получения топлива для двигателей внутреннего сгорания, а также, как сырье для нефтехимической промышленности.
- Лигроиновая. Данная фракция представляет собой светлую жидкость, которая состоит из большого числа ароматических углеводородов. Используется в качестве компонента для производства товарного бензина, реактивного топлива, осветительных керосинов, органических наполнителей и наполнителя для бытовой техники.
- Керосиновая. Данная фракция представляет собой светлую жидкость, состоящую из большого числа парафина и малого числа ароматических углеводородов. Используется для производства топлива для реактивных двигателей, лакокрасочной продукции, а также в качестве сырья при синтезе веществ. Эта фракция выделяется во время атмосферной перегонки, при температуре до 220 градусов по Цельсию.
- Дизельная. Данная фракция представляет собой светлую жидкость, в основном состоящую из смесей углеводородов нафтена. Используется для изготовления дизельного топлива для быстроходных транспортных средств, а также в качестве вторичного сырья.
Технология определения фракционного состава бензина при атмосферном давлении
Бензин – это горючая смесь лёгких углеводородов с температурой кипения от 33 до 205 градусов по Цельсию.
В отличии от однородных веществ, таких как спирт или вода, которые имеют постоянную температуру кипения, которая зависит только от барометрического давления, бензин представляет собой сложную смесь углеводородов, выкипающую при разных температурах.
Фракционный состав - главный и основной показатель испаряемости, который определяет эксплуатационные свойства топлива. Представление о фракционном составе бензина дает кривая перегонки топлива при атмосферном давлении, показывающая зависимость объема топлива от температуры. По ключевым точкам такого графика можно делать предположения о некоторых качествах бензина. Температура выкипания 10 % бензина характеризует его пусковые свойства, например, возможность пуска при низких температурах. Температура выкипания 50 % бензина дает представления об устойчивости работы двигателя на небольших оборотах, его приемистости, а также о скорости прогрева. Температура выкипания 90 % бензина говорит о его противоизносных свойствах, а также об экономичности работы двигателя. Перегонку бензина всегда осуществляют при атмосферном давлении, при помощи аппарата, принципиальная схема которого изображена на рисунке ниже.
Рисунок 1. Аппарат для перегонки бензина. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
1 - колба Вюрца; 2 - термометр; 3 - холодильная трубка; 4,6 - патрубки, использующиеся для ввода и вывода охлаждающей воды; 5 - холодильная ванна; 7 - мерный цилиндр; 8 - асбестовая прокладка; 9 - кожух; 10 - газовая горелка.
В чистую колбу заливают 100 грамм бензина. Мерный цилиндр располагают под нижним концом холодильной трубки, чтобы она входила в него минимум на 25 миллиметров, отверстие закрывают ватой. В горло колбы вставляют термометр. Колбу ставят на асбестовую прокладку, трубку холодильника соединяют с отводной трубкой колбы. При перегонке бензина ванну холодильника заполняют льдом и заполняют водой, температурой 0-5 градусов по Цельсию. Колбу закрывают кожухом, подводят под асбестовую прокладку и начинают нагревание. Скорость нагрева устанавливается таким образом, чтобы падение первой капли дистиллята произошло не ранее, чем через пять минут и не позднее, чем через 10 минут с начала опыта. Температура, при которой падает первая капля, считается температурой начала кипения жидкости. Далее фиксируют температуры выкипания каждых 10 % от объема бензина.
