6.1. Міжнародна класифікація нафтопродуктів.
6.2. Вітчизняна класифікація палив.
6.3. Склад палив.
Ключові слова: нафтопродукти, дизельне паливо, бензин, авіаційне паливо, класифікація, асортимент.
|
|
6.1.
Міжнародна класифікація нафтопродуктів
Група паливно-мастильних матеріалів складається з
товарів, які застосовують у різних за конструктивним виконанням механізмах. До
неї належать паливні (бензини, дизельне паливо, палива на основі продуктів
перегонки нафти тощо) і змащувальні матеріали, призначені для роботи в
механічних і гідравлічних системах, консервації та ін.
Нафтові палива – рідкі нафтопродукти, застосування яких
пов’язане з перетворенням хімічної енергії вуглеводнів у теплову. В двигунах
внутрішнього згоряння теплова енергія перетворюється на механічну роботу.
Згідно з міжнародною класифікацією нафтопродуктів за ISO 8681 їх поділяють на 5
класів (табл. 6.1).
Таблиця 6.1
Класифікація хімічних продуктів і
нафтопродуктів за ISO 8681
|
Клас |
Продукт |
|
F |
Палива |
|
S |
Розчинники та сировина для хімічної промисловості |
|
L |
Змащувальні матеріали, індустріальні масла і подібні
продукти |
|
W |
Парафіни |
|
B |
Бітуми |
За міжнародною класифікацією, зокрема за ISO 8216/0-86, палива маркують
літерно-цифровим кодом, який складається з позначення:
-
статусу документа (абревіатура ISO);
-
класу товару (перша літера), для палив – F;
-
категорії палива (1-4 літери), при цьому перша
літера означає групу палива (таблиця 6.2), інші – додаткову інформацію;
-
властивостей палива (число, яким позначають
певну за ISO 8216/0-86), властивість, наприклад, максимальну в’язкість палива
для морських дизелів.
Таблиця 6.2
Класифікація нафтових палив за ISO 8216/0-86 (клас F)
|
Група |
Характеристика |
|
G |
Газоподібні
палива нафтового походження, які складаються переважно з метану або етану |
|
L |
Зріджені
газоподібні палива нафтового походження, які складаються переважно з пропану,
пропену, бутану і бутену |
|
D |
Дистилятні
палива нафтового походження за виключенням зріджених нафтових газів і палив.
Вони складаються з бензинів, керосинів, газойлю та дизельних палив. Важкі
дистиляти можуть вміщувати невелику кількість залишкових фракцій |
|
R |
Залишкові
палива. Нафтові палива, які містять залишкові фракції процесу перегонки |
|
C |
Нафтові кокси.
Тверді палива нафтового походження, які складаються переважно з вуглецю;
отримують крекінгом нафти |
Наприклад, згідно з ISO 8216/0-86 палива для дизелів для
морського транспорту позначають літерами FM (морське), літерами і цифрами X, A,
B,C, які вказують на класифікаційні категорії згідно зі специфікацією
продуктів.
6.2.
Вітчизняна класифікація палив
Паливо – це горюча речовина, яку спеціально спалюють для одержання тепла і подальшого його використання. Воно повинно мати певні властивості, тобто відповідати таким основним вимогам: порівняно легко займатися; при згорянні виділяти якомога більше теплоти; бути поширеним у природі, доступним при видобуванні та дешевим при виробництві; не змінювати свої властивості при транспортуванні та зберіганні; бути нетоксичним і при згорянні не виділяти шкідливих та отруйних речовин. Цим вимогам найбільш повно відповідають речовини органічного походження: нафта, природний газ, тверді горючі копалини.
Палива класифікують за такими основними ознаками:
агрегатним станом, походженням і способом одержання, тепловою цінністю,
цільовим призначенням або застосуванням.
За
агрегатним станом всі види палива
поділяють на тверді, рідкі та газоподібні.
За
походженням палива ділять на
нафтові та альтернативні. До альтернативних палив належать спирти, водень і
майже всі види штучних вуглеводневих палив.
За способом
одержання палива бувають природні, які
використовують у тому вигляді, в якому вони існують у природі, і штучні, якщо
після видобутку їх переробляють.
За тепловою
цінністю, тобто теплотою згоряння,
палива класифікують на висококалорійні, середньо- і низькокалорійні.
За цільовим
призначенням паливо
розрізняють: паливо для двигунів з примусовим запалюванням, реактивні та
дизельні палива. Для двигунів з примусовим запалюванням відносять бензин і
газоподібне паливо. Дизельне паливо виготовляють для швидкохідних двигунів
(автомобільних, тракторних тощо), для середньо- і тихохідних двигунів (судових
і стаціонарних).
У сільському господарстві застосовують всі види палив:
рідке – яке забезпечує роботу сільськогосподарської техніки, стаціонарних
двигунів та інших теплових установок сільськогосподарського виробництва
(дизель-електростанцій з двигунами внутрішнього згоряння, котельні установки
тощо); газоподібне – у газобалонних автомобілях і газогенераторних установках,
для технологічних і побутових потреб; тверде – для різних виробничих і побутових
потреб.
Поняття «паливо» - це категорія не тільки технічна, а й
економічна та екологічна, оскільки у кожному конкретному випадку його
використання має бути ефективним. До того ж, при спалюванні палива необхідно
створювати умови для якомога меншого забруднення навколишнього середовища.
Згідно з Технічним регламентом щодо вимог до
автомобільних бензинів, дизельного, суднових та котельних палив наведено
класифікацію палив на рис.6.1.
Рис.6.1. Класифікація палив згідно з Технічним
регламентом щодо вимог до бензинів, дизельного, суднових та котельних палив
Отже, основними ознаками
класифікації палив є екологічні показники та призначення.
6.3.
Склад палив
Склад
палива. Будь-яке паливо складається
з двох основних частин: горючої та негорючої (баласту). Горюча частина містить
різні органічні сполуки, до яких входять такі хімічні елементи: вуглець (С),
водень (Н), сірка (S), кисень (О), азот (N), а також ті неорганічні сполуки,
які під час горіння палива, розкладаючись, утворюють леткі речовини. Склад
твердого і рідкого палива визначається у процентах за масою, газоподібного – у
процентах за об’ємом. Вуглець – основа горюча складова, із збільшенням частки
якої зростає теплова цінність палива.
Водень за теплотою згоряння майже у 4 рази цінніший, ніж
вуглець. Враховуючи, що вміст водню в паливі складає до 25 % - це друга за
значимістю складова частини палива.
Кисень, що входить в склад палива, не горить і тому
фактично є внутрішнім баластом горючої частини. Вміст кисню становить від
0,5 % до 43 %. Чим більше в горючій частині кисню, тим менш цінне
паливо.
Азот, як і кисень, не горить, є внутрішнім баластом
горючої частини. У твердому і рідкому паливі вміст азоту невеликий (0,5...1,5 %)
і тому вплив його на теплову цінність палива незначний. Однак, у деякому
газоподібному паливі (наприклад, генераторному газі) вміст азоту становить біля
50 %, що різко знижує його теплову цінність.
Сірка є горючим елементом і, входячи до складу палива у
вільному стані або у вигляді органічних і сульфідних сполук, бере участь у
горінні. Але не зважаючи на це, сірка є дуже небажаною складовою палива тому,
що під час горіння сірки утворюються сполуки SO2, SO3,
які викликають газову корозію, а з’єднуючись з вологою, яка завжди є у паливі,
перетворюються у сірчисту та сірчану кислоти, які викликають корозію металів.
Вміст сірки у твердому паливі коливається від 0,01 до 8 %, а у нафтах –
від 0,1 до 4 %. При переробці палива намагаються вміст сірки довести до
мінімуму.
Негорюча частина у твердому і рідкому паливі складається
з мінеральних домішок (при згорянні утворюють золу А) і вологи W. Ця частина,
зменшуючи об’єм горючої частини і відбираючи частину теплоти на своє
нагрівання, знижує теплову цінність палива. Крім цього, зола прискорює
абразивне спрацювання деталей циліндро-поршневої групи двигунів, а волога
збільшує корозію та ускладнює експлуатацію установок взимку. Вміст мінеральних
домішок у рідкому паливі вимірюється десятими частинами відсотка, а у твердому
– десятками відсотків. Мінеральні домішки і вологу розділяють на зовнішні та
внутрішні. Перші – потрапляють у паливо з навколишнього середовища при його
добуванні, транспортуванні, зберіганні, другі – входять до його хімічного
складу. Залежно від фізичного стану палива, при якому визначають його
елементарний склад, розглядають маси: робочу (р), аналітичну (повітряно-суху,
лабораторну) (а), суху (с), горючу (г) і органічну (о). Паливо, яке надходить
до споживачів у природному стані та містить, крім горючої частини, золу і
вологу, називають робочим.
Елементарний склад палива виражають рівнянням:
СР + НР + ОР
+ NР + SР + АР + WР = 100%
У тих випадках, коли паливо піддають лабораторному
дослідженню, з нього готують аналітичну пробу, яку приводять для
повітряно-сухого стану. При цьому паливо містить тільки внутрішню вологу. Суха
маса не має вологи, оскільки вона одержана штучним сушінням за температури
105 ºС. Горюча маса – це паливо, що не має вологи і золи. А якщо з
палива видалити ще і сірку, то отримують органічну масу.
Питання для самоконтролю
1. За якими стандартами класифікують нафтопродукти?
2. Які ознаки класифікації?
3. Що таке паливо?
4. Як визначити склад палива?
5. Як класифікують палива?
6. За якими ознаками класифікують палива?
7. Які складники палива є бажаними, а які слід виключати?
8. Який складник палива призводить до корозії деталей двигуна?
9. Який складник палива негативно впливає на якість палива?
10. Який складник є основним у паливі?
