Диссертация (1172995), страница 13
Текст из файла (страница 13)
3.3 ГОСТ4095-75Давление насыщенных паров, Па, не болееГОСТ 2177(метод А)Необходимо отметить, что исследуемый образец изооктана по всемпоказателям соответствует требованиям ГОСТ 4095-75 за исключениемтемпературы 10% отгона, однако это отклонение происходит в результатевысокого содержания основного вещества (99,5 % мас. 2,2,4-триметилпентана) и78соответственно значительно более узкого фракционного состава. Высокоесодержание основного вещества обеспечивает значительно более высокое ОЧМотносительно норм ГОСТ 4095-75.Более того, по основному эксплуатационному показателю – ОЧМ, образецсоответствует требованиям для эталонного изооктана согласно ГОСТ 12433-83(таблица 29).Таблица 29 - Сравнение показателей качества исследуемого образца изооктана итребований к эталонному изооктану по ГОСТ 12433-83Норма дляФактическиеэталонногозначенияМетодыНаименование показателейизооктанаисследуемогоиспытанияпо ГОСТобразца12433-83изооктанабесцветнаяпрозрачнаяп.
4.2. ГОСТВнешний видсоответствуетжидкость без12433-83осадкаОктановое число100 ± 0,199,9ГОСТ Р 529463Плотность при 20 °C, кг/м0,6918-0,69210,6925ГОСТ 3900-8520Показатель преломления, nD1,3914-1,3918ГОСТ 18995.2-73п. 4.3 ГОСТТемпература кипения при 101,3 кПа, °С99,15 -99,3512433-83менее 0,17% ГОСТ Р 52714Содержание непредельных углеводородов отсутствиемас.(метод Б)Массовая доля серы, %, не более0,003менее 0,0007 ГОСТ Р 52660Таким образом, представленный образец изооктана, безусловно, можетрассматриваться как компонент авиационного бензина, причем более высокогокачества по сравнению с применяемым ранее техническим изооктаном.Рассматриваявозможностииспользованияизооктанаприпроизводствесовременных авиационных бензинов, необходимо оценить его потенциальноевлияние на показатели качества топлива.
В таблице 30 приведены требования,предъявляемые к авиационному бензину марки Avgas 100VLL по ASTM D910 всравнении с фактическими значениями показателей качества исследуемогообразца изооктана.79Из всех определяемых показателей, максимальное содержание изооктана вавиационном бензине ограничивается только двумя показателями испаряемости:низким давлением насыщенных паров и высокой температурой 10% отгона.Таблица 30 - Показателикачестваобразцаизооктанавсравнениистребованиями к авиационному бензину марки 100VLLХарактеристикиавиационного бензинаОктановое число по моторному методуСортностьСодержание тетраэтилсвинца, мл/лУдельная теплота сгорания низшая, МДж/кгДавление насыщенных паров, кПаФракционный состав, °С:температура начала перегонки10 % отгоняется при температуре40 % отгоняется при температуре50 % отгоняется при температуре90 % отгоняется при температуретемпература конца кипениясумма температур 10 и 50% отгонавыход, %остаток , %потери, %Содержание фактических смол, мг/100 см3Температура начала кристаллизации, °СУстойчивость к окислению (5 ч)потенциальные смолы, мг/100 см3выпадение свинца, мг/100 см3Массовая доля серы, %, не болееИспытание на медной пластинке, класс, не вышеСодержание механических примесей и водыЦветПлотность при 15оС, кг/м3Взаимодействие с водой, изменение объема, см3Удельная электрическая проводимость, пСм/м________________________* справочное значениеНормы для Фактическиеавиабензина значенияМетодмаркиобразцаиспытания100VLLизооктанане менее 99,699,9ГОСТ Р 52946не менее 130100*ASTM D909не более 0,43 отсутствие ГОСТ 32350не менее 43,544,6ГОСТ 2126138,0-49,013,7ГОСТ 1756не выше 75не ниже 75не выше 105не выше 135не выше 170не ниже 135не менее 97не более 1,5не более 1,5не более 3не вышеминус 6096,097,097,597,899,0103,0194,897,81,30,7отсутствиенижеминус 60не более 6не более 30,03класс 1отсутствиеголубойуказать±250 - 600отсутствиеотсутствие0,007класс 1отсутствиебесцветный697менее 0,5-ГОСТ 2177(метод А)ГОСТ 1567ГОСТ 5066ГОСТ 33300ГОСТ Р 52660ГОСТ 6321визуальноГОСТ Р 51069ГОСТ 27154-80Оценка детонационной стойкости представленного образца изооктана попоказателю сортность на богатой смеси экспериментально не проводилась.Однако, учитывая соответствие значения октанового числа по моторномуметоду представленного образца норме для эталонного изооктана, допустимоиспользовать литературные данные по показателю сортности.Как было сказановыше,наиболее дорогостоящимкомпонентомавиабензина является этиловая жидкость.
Рассматривая изооктан в качествекомпонента авиабензина, необходимо учитывать, что цена на этот компоненткратно выше остальных традиционно вовлекаемых в состав авиабензиновуглеводородных компонентов. Несмотря на то, что сейчас в России отсутствуетпроизводство изооктана, даже при возможном начале его производства, его ценаостанется намного выше остальных компонентов авиабензина. Поэтомуосновной задачей настоящего исследования является подбор рецептуры,содержащей минимально возможные количества наиболее дорогих компонентов– изооктана и этиловой жидкости.Из данных, приведенных в таблице 30, следует, что исследуемый образецизооктана в чистом виде не соответствует требованиям к марке Avgas 100VLLпо показателям: сортность, температура 10% отгона, давление насыщенныхпаров.
По некоторым свойствам изооктан с запасом превосходит данныетребования, например, норма по ОЧМ выдерживается даже без добавления ТЭС,изооктан имеет высокую удельную низшую теплоту сгорания, высокуюхимическую стабильность.Следуя из справочных данных [8], для обеспечения значения сортностивыше 130 ед., к эталонному изооктану достаточно добавления ТЭС вконцентрации 0,35 мл/л, что значительно меньше предельно допустимогозначения 0,45 мл/л.
У традиционно применяющегося в производствеавиабензинов толуола приемистость к ТЭС по сортности намного выше. Длясравнения, при добавлении 3,3 г ТЭС/л, сортность изооктана возрастает до 150ед., а толуола – до 250 ед. [8]. То есть смесь изооктана с толуолом должна81обладать большей приемистостью к ТЭС по сравнению с чистым изооктаном.Учитывая что толуол – доступный и массово выпускаемый продукт, а такжеблизость его характеристик к характеристикам изооктана, нуждающихся воптимизации (температура кипения (выкипания 10% фракции), давлениенасыщенных паров), он является вторым наиболее оптимальным компонентомAvgas 100VLL.
Содержание толуола косвенно ограничивается нормой поудельной низшей теплоте сгорания.Дляобеспечениявыполнениянормыпофракционномусоставу(температуре выкипания 10% фракции) и давлению насыщенных паров, выбранамассово производящаяся и традиционно вовлекаемая в состав авиабензиновизопентановаяфракция.Еефизико-химическиеиэксплуатационныехарактеристики не ухудшают остальные показатели Avgas 100VLL.3.3.2 Исследование композиций сверхмалоэтилированного авиационногобензина Avgas 100VLLПри разработке рецептур базового авиационного бензина Avgas 100VLLиспытания опытных образцов проводились только по показателям: сортность,ОЧМ, фракционный состав, ДНП и удельная низшая теплота сгорания.Выполнениенормнапрочиепоказателиобеспечиваетсяприлюбомсоотношении выбранных компонентов.На первом этапе исследования определено максимально допустимоесодержание толуола.
Исследована теплота сгорания бинарной смеси изооктана итолуола в различных соотношениях. Поскольку значения удельной массовойтеплоты сгорания изооктана и изопентановой фракции близки (44,6 и 44,9МДж/кг соответственно), изопентановая фракция здесь не использовалась, каккомпонент с наивысшей теплотой сгорания, добавление которого в любомслучае не снизит теплоту сгорания смеси. На рисунке 10 показано влияние82содержания толуола на значение удельной низшей теплоты сгорания его смеси сизооктаном.Удельная низшая теплота сгорания,МДж/кг44,844,644,644,444,2644,244,043,8243,843,643,5Qн мин = 43,5 МДж/кг43,443,4543,20510152025Содержание толуола, % мас.30Значения удельной низшей теплоты сгорания бинарной смесиизооктана и толуола.Из данных, приведенных на рисунке 10, следует, что норма по значениюудельной низшей теплоты сгорания обеспечивается при содержании толуола до28% мас.
Толуол обладает самым низким значением ДНП – 6,2 кПа, температурыкипения толуола и изооктана близки (106,0 и 99,3 °С соответственно), поэтомуопределение пределов вовлечения изопентановой фракции проводилось длясмеси с наиболее низким ДНП, то есть с максимально возможным содержаниемтолуола.На рисунке 11 показано влияние доли изопентановой фракции на значениятемпературы выкипания 10% фракции и ДНП ее смесей с изооктаном итолуолом, содержание которого оставалось постоянным (28% мас.).Из данных, представленных на рисунке 11, следует, что значение ДНП,допустимое нормами для марки Avgas 100VLL (38,0 – 49,0 кПа), достигается присодержании изопентановой фракции от 20 до 25% мас.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
