Помощь студентам в учебе
Высокооктановые компоненты автомобильных бензинов
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 9
1 ТОВАРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БЕНЗИНОВ.СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ИХ
КАЧЕСТВА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ) 12
1.1 Физико-химические свойства бензина 12
1.1.1 Октановое число бензина 14
1.1.2 Методы определения октанового числа в бензине 15
1.2 Присадки, повышающие октановое число бензина 17
1.3 Инструментальные методы определения присадок в бензинах 18
1.3.1 Газовая хроматография 18
1.3.2 Метод инфракрасной спектроскопии 21
1.4 Этилированный и неэтилированный бензин 22
1.6 Экологический класс топлива 28
1.5 Марки автомобильных бензинов 23
1.7 Технология получения автомобильных бензинов 30
2 ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 32
2.1 Объект исследования 32
2.1.1 Бензины 32
2.1.2.Присадки 35
2.2 Методы исследования 37
2.2.1 Методы тонкослойной хроматографии 37
2.2.1.1 Определение наличия на представленных объектах минеральных масел
и определение их структурно-группового состава 37
2.2.1.2 Определение компонентного состава исследуемых веществ 38
2.2.2 Методы ИК-спектроскопии 38
2.2.3 Методы газовой хроматографии 39
2.2.3.1 Газовая хроматография с пламенно-ионизационным детектором (высокотемпературный метод) 39
2.2.3.2 Газовая хроматография с пламенно-ионизационным детектором
(исследовательский метод) 39
2.2.3.3 Газовая хроматография с масс-селективным детектором
(исследовательский метод) 40
2.2.3.4 Газовая хроматография с масс-селективным детектором - селективный
метод (предварительный) 40
2.2.3.5 Газовая хроматография с масс-селективным детектором - селективный
метод (основной) 41
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫСОКООКТАНОВЫХ ДОБАВОК
НЕЭТИЛИРОВАННЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ БЕНЗИНОВ 42
3.1 Исследование бензина и присадок методом ИК-спектроскопии 42
3.2 Газовая хроматография 50
3.2.1 Газовая хроматография с пламенно-ионизационным детектором
(высокотемпературный метод) 50
3.2.2 Газовая хроматография с пламенно-ионизационным детектором
(исследовательский метод) 54
3.2.3 Газовая хроматография с масс-селективным детектором
(исследовательский метод) 64
3.2.4 Газовая хроматография с масс-селективным детектором - селективный
метод (предварительный) 67
3.2.5 Газовая хроматография с масс-селективным детектором - селективный
метод (основной) 69
3.3 Определение наличия в присадке «Hi - Gear» минеральных масел 71
3.3.1 Определение структурно-группового состава присадки методом
тонкослойной хроматографии 71
3.3.2 Определение компонентного состава исследуемых веществ 71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 74
ВВЕДЕНИЕ 9
1 ТОВАРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БЕНЗИНОВ.СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ИХ
КАЧЕСТВА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ) 12
1.1 Физико-химические свойства бензина 12
1.1.1 Октановое число бензина 14
1.1.2 Методы определения октанового числа в бензине 15
1.2 Присадки, повышающие октановое число бензина 17
1.3 Инструментальные методы определения присадок в бензинах 18
1.3.1 Газовая хроматография 18
1.3.2 Метод инфракрасной спектроскопии 21
1.4 Этилированный и неэтилированный бензин 22
1.6 Экологический класс топлива 28
1.5 Марки автомобильных бензинов 23
1.7 Технология получения автомобильных бензинов 30
2 ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 32
2.1 Объект исследования 32
2.1.1 Бензины 32
2.1.2.Присадки 35
2.2 Методы исследования 37
2.2.1 Методы тонкослойной хроматографии 37
2.2.1.1 Определение наличия на представленных объектах минеральных масел
и определение их структурно-группового состава 37
2.2.1.2 Определение компонентного состава исследуемых веществ 38
2.2.2 Методы ИК-спектроскопии 38
2.2.3 Методы газовой хроматографии 39
2.2.3.1 Газовая хроматография с пламенно-ионизационным детектором (высокотемпературный метод) 39
2.2.3.2 Газовая хроматография с пламенно-ионизационным детектором
(исследовательский метод) 39
2.2.3.3 Газовая хроматография с масс-селективным детектором
(исследовательский метод) 40
2.2.3.4 Газовая хроматография с масс-селективным детектором - селективный
метод (предварительный) 40
2.2.3.5 Газовая хроматография с масс-селективным детектором - селективный
метод (основной) 41
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫСОКООКТАНОВЫХ ДОБАВОК
НЕЭТИЛИРОВАННЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ БЕНЗИНОВ 42
3.1 Исследование бензина и присадок методом ИК-спектроскопии 42
3.2 Газовая хроматография 50
3.2.1 Газовая хроматография с пламенно-ионизационным детектором
(высокотемпературный метод) 50
3.2.2 Газовая хроматография с пламенно-ионизационным детектором
(исследовательский метод) 54
3.2.3 Газовая хроматография с масс-селективным детектором
(исследовательский метод) 64
3.2.4 Газовая хроматография с масс-селективным детектором - селективный
метод (предварительный) 67
3.2.5 Газовая хроматография с масс-селективным детектором - селективный
метод (основной) 69
3.3 Определение наличия в присадке «Hi - Gear» минеральных масел 71
3.3.1 Определение структурно-группового состава присадки методом
тонкослойной хроматографии 71
3.3.2 Определение компонентного состава исследуемых веществ 71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 74
В потреблении нефтепродуктов более 50 % в настоящее время составляют моторные топлива [1]. Ежегодно в мире до 1,5 млрд т моторных топлив, сжигается в двигателях внутреннего сгорания (ДВС), установленных в автомобильных, железнодорожных и авиационных машинах, речных и морских судах, сельскохозяйственной, строительной и военной технике [2].
Автомобильные бензины - основной вид топлива ДВС. Вследствие разнообразия видов автомобильных двигателей, их режимов работы, а также климатических условий эксплуатации, производится несколько марок автомобильных бензинов. Каждая марка характеризуется своими параметрами. Базовой эксплуатационной характеристикой автомобильного бензина является детонационная стойкость, выраженная октановым числом, также бензины характеризуются фракционным составом, давлением насыщенных паров, плотностью, содержанием: серы, водорастворимых кислот и щелочей,
фактических смол, соединений свинца, железа и марганца [3].
Современный автомобильный бензин должен удовлетворять требованиям, обеспечивающим экологичную и надежную работу двигателя, а именно:
- иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однородную топливовоздушную смесь оптимального состава при любых температурах;
- иметь групповой углеводородный состав, обеспечивающий устойчивый бездетонационный процесс сгорания на всех режимах работы двигателя;
- не изменять состава и свойств при длительном хранении;
- не оказывать вредного воздействия на детали топливной системы, резервуары, резинотехнические изделия и т.п [4].
Современные автомобильные бензины - компаундированный продукт дегидрогенизации бензинов прямой перегонки российских нефтей, бензинов каталитического крекинга и риформинга, продуктов алкилирования и высокооктановых кислородсодержащих компонентов. Разбавление бензина для повышения октанового числа обусловливает «большое пробивное электрическое напряжение топлива». Оно приводит к тому, что через свечи при запуске и работе двигателя искра не проскакивает, топливо перестаёт воспламеняться и двигатель прекращает работать. Кроме того работа на поддельном бензине может привести к засорам карбюратора или инжектора и как следствие - к поломке двигателя. Использование такого топлива влияет на экологию - в выхлопах возрастает содержание ароматических углеводородов, соединений свинца, диоксина и других вредных примесей [5].
Цель работы - исследование методами ИК-спектроскопии и газовой хроматографии высокооктановых присадок к бензинам, выпускаемым на территории РФ.
Для достижения цели поставлены и выполнены следующие задачи:
- выполнить литературно-патентный обзор по присадкам к автомобильным бензинам и товарному качеству бензинов;
- отобрать пробы бензинов и высокооктановых добавок к ним;
- подготовить контрольные смеси бензина с высокооктановыми добавками;
- выполнить определения высокооктановых присадок в неэтилированных бензинах методом ИК-спектроскопии;
- изучить, подобрать оптимальные условия и выполнить определения высокооктановых присадок в неэтилированных бензинах методом газовой хроматографии;
- провести анализ результатов ИК-спектроскопии и газовой хроматографии.
В результате экспериментальных исследований показано, что определение присадок в бензинах методом ИК-спектроскопии оказалось малоинформативным.
Методами газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектором выявлено наличие в присадках: «Октан Плюс» Lavr повышенного содержания толуола и присутствие ферроцена; «Hi - Gear» - углеводородов Св и относительно высококипящих и присутствие минеральных масел; «OCTANE BOOST» - изопропилового спирта;
Методами газовой хроматографии с масс-селективным детектором:
- установлены маркеры для присадок, которые не содержатся в бензине Регуляр-92 «Газпром нефть», а именно: выявлены высокая концентрация идентифицированных в присадках «Октан Плюс» - ферроцена, «OCTANE BOOST» - изопропилового спирта.
- определили, что в бензине АИ-92 «Башнефть» присадки отсутствуют.
Автомобильные бензины - основной вид топлива ДВС. Вследствие разнообразия видов автомобильных двигателей, их режимов работы, а также климатических условий эксплуатации, производится несколько марок автомобильных бензинов. Каждая марка характеризуется своими параметрами. Базовой эксплуатационной характеристикой автомобильного бензина является детонационная стойкость, выраженная октановым числом, также бензины характеризуются фракционным составом, давлением насыщенных паров, плотностью, содержанием: серы, водорастворимых кислот и щелочей,
фактических смол, соединений свинца, железа и марганца [3].
Современный автомобильный бензин должен удовлетворять требованиям, обеспечивающим экологичную и надежную работу двигателя, а именно:
- иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однородную топливовоздушную смесь оптимального состава при любых температурах;
- иметь групповой углеводородный состав, обеспечивающий устойчивый бездетонационный процесс сгорания на всех режимах работы двигателя;
- не изменять состава и свойств при длительном хранении;
- не оказывать вредного воздействия на детали топливной системы, резервуары, резинотехнические изделия и т.п [4].
Современные автомобильные бензины - компаундированный продукт дегидрогенизации бензинов прямой перегонки российских нефтей, бензинов каталитического крекинга и риформинга, продуктов алкилирования и высокооктановых кислородсодержащих компонентов. Разбавление бензина для повышения октанового числа обусловливает «большое пробивное электрическое напряжение топлива». Оно приводит к тому, что через свечи при запуске и работе двигателя искра не проскакивает, топливо перестаёт воспламеняться и двигатель прекращает работать. Кроме того работа на поддельном бензине может привести к засорам карбюратора или инжектора и как следствие - к поломке двигателя. Использование такого топлива влияет на экологию - в выхлопах возрастает содержание ароматических углеводородов, соединений свинца, диоксина и других вредных примесей [5].
Цель работы - исследование методами ИК-спектроскопии и газовой хроматографии высокооктановых присадок к бензинам, выпускаемым на территории РФ.
Для достижения цели поставлены и выполнены следующие задачи:
- выполнить литературно-патентный обзор по присадкам к автомобильным бензинам и товарному качеству бензинов;
- отобрать пробы бензинов и высокооктановых добавок к ним;
- подготовить контрольные смеси бензина с высокооктановыми добавками;
- выполнить определения высокооктановых присадок в неэтилированных бензинах методом ИК-спектроскопии;
- изучить, подобрать оптимальные условия и выполнить определения высокооктановых присадок в неэтилированных бензинах методом газовой хроматографии;
- провести анализ результатов ИК-спектроскопии и газовой хроматографии.
В результате экспериментальных исследований показано, что определение присадок в бензинах методом ИК-спектроскопии оказалось малоинформативным.
Методами газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектором выявлено наличие в присадках: «Октан Плюс» Lavr повышенного содержания толуола и присутствие ферроцена; «Hi - Gear» - углеводородов Св и относительно высококипящих и присутствие минеральных масел; «OCTANE BOOST» - изопропилового спирта;
Методами газовой хроматографии с масс-селективным детектором:
- установлены маркеры для присадок, которые не содержатся в бензине Регуляр-92 «Газпром нефть», а именно: выявлены высокая концентрация идентифицированных в присадках «Октан Плюс» - ферроцена, «OCTANE BOOST» - изопропилового спирта.
- определили, что в бензине АИ-92 «Башнефть» присадки отсутствуют.
1 Анализом сведений из литературы выявлено, что представляет научный и практический интерес выявления наличия присадок в товарных бензинах; изучение условий определения высокооктановых добавок в неэтилированных бензинах; получение контрольных смесей высокооктановых добавок; оптимизации условий определения высокооктановых присадок методами ИК- спектроскопии и газовой хроматографии.
2 В результате экспериментальных исследований показано, что определение присадок в бензинах методом ИК-спектроскопии оказалось малоинформативным.
3 Методами газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектором
выявлено наличие в присадках: «Октан Плюс» Lavr повышенного содержания толуола и присутствие ферроцена; «Hi - Gear» - углеводородов С13 и
относительно высококипящих и присутствие минеральных масел; «OCTANE BOOST» - изопропилового спирта.
4 Методами газовой хроматографии с масс-селективным детектором:
- установлены маркеры для присадок, которые не содержатся в бензине Регуляр-92 «Газпром нефть», а именно: выявлены высокая концентрация идентифицированных в присадках «Октан Плюс» - ферроцена, «OCTANE BOOST» - изопропилового спирта.
- определили, что в бензине АИ-92 «Башнефть» присадки отсутствуют.
5 Методами тонкослойной хроматографии выявлено, что в присадке «Hi - Gear» присутствие минеральных масел, отсутствие высокомолекулярных и полимерных присадок, возможно наличие цинкосодержащих присадок.
2 В результате экспериментальных исследований показано, что определение присадок в бензинах методом ИК-спектроскопии оказалось малоинформативным.
3 Методами газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектором
выявлено наличие в присадках: «Октан Плюс» Lavr повышенного содержания толуола и присутствие ферроцена; «Hi - Gear» - углеводородов С13 и
относительно высококипящих и присутствие минеральных масел; «OCTANE BOOST» - изопропилового спирта.
4 Методами газовой хроматографии с масс-селективным детектором:
- установлены маркеры для присадок, которые не содержатся в бензине Регуляр-92 «Газпром нефть», а именно: выявлены высокая концентрация идентифицированных в присадках «Октан Плюс» - ферроцена, «OCTANE BOOST» - изопропилового спирта.
- определили, что в бензине АИ-92 «Башнефть» присадки отсутствуют.
5 Методами тонкослойной хроматографии выявлено, что в присадке «Hi - Gear» присутствие минеральных масел, отсутствие высокомолекулярных и полимерных присадок, возможно наличие цинкосодержащих присадок.
