Диссертация (1172995), страница 2
Текст из файла (страница 2)
При больших степенях сжатия смеси в цилиндре, и, следовательно,более высоких температурах смеси в конце такта сжатия, возникают условия дляодновременного разрыва обоих связей N-H в молекуле м-толуидина,следовательно, большей концентрации атомарного водорода, подавляющегообразование пероксидов, приводящих к детонации.
Вторая причина, которая7можетвызватьотличиевантидетонационнойэффективностиаминов,заключается в разном значении их поверхностной активности, что приводит кизменениюразмеров частиц дисперсной фазы топливо-воздушной смеси,попадающей в камеру сгорания, и изменению, таким образом, скорости сгораниятоплива и условий для возникновения детонации.- Показано, что максимальная антидетонационная эффективность Nметиланилина по показателю сортности проявляется при более богатых смесях,по сравнению с ТЭС, максимум которого находится в области более бедныхсмесей, что может объясняться как участием кислорода воздуха в механизмеантидетонационного действия ТЭС в отличие от механизма действия Nметиланилина, так и меньшим размером частиц дисперсной фазы топливовоздушной смеси в камере сгорания, в случае использования N-метиланилина,следовательно, более однородной смесью.Практическая значимость:- Показано, что замена традиционно применяющегося пентан-гексановогоизомеризата на отдельные узкие фракции – фракции богатые изопарафинами С6,и фракции, богатые парафинами и изопарафинами С7+, позволяют вовлекать врецептуруавиабензинаAvgas100LLширокуюфракциюалкилатасернокислотного алкилирования, со значением температуры конца кипения до195 °С, соблюдая нормы по показателям качества, определенные нормативнымидокументами;- Разработаны и запатентованы топливные композиции и способыполучения малоэтилированных и неэтилированных авиационных бензинов(патенты РФ № 2554938, № 2569311, № 2600112, № 2613087, № 2614764), а такжемногофункциональная добавка к авиационным бензинам (Патент РФ №2605953);- Разработаны и введены в действие СТО 11605031-079-2013 на базовуюуглеводородную смесь компонентов авиационного бензина и технология еепроизводства.
Осуществлена постановка на производство базовых смесей для8производства этилированных авиабензинов Б-91/115 и Avgas 100LL поразработанной рецептуре в АО «Газпромнефть-ОНПЗ»;- Разработана технология, проведены квалификационные испытанияопытно-промышленной партии малоэтилированного авиабензина Avgas 100LL,выработанной в ООО «КПБ «Взлет» по разработанной рецептуре;- РазработаныСТО00148725-010-2015«Бензиныавиационныенеэтилированные Б-92 и Б-92/115. Технические условия» и технология, покоторой наработана первая опытно – промышленная партия бензинаавиационного неэтилированного Б-92/115.Методология и методы исследования:Изучение физико-химических и эксплуатационных свойств образцовразработанныхавиабензиновосуществлялосьстандартнымиметодамииспытаний (ГОСТ, АСТМ, СТО и пр.), приведенными в техническихтребованиях, на базе лабораторий АО «ВНИИ НП». Исследование сортностиобразцов осуществлялось в лаборатории компании Intertek (Нидерланды).Положения, выносимые на защиту:1.
Закономерности изменения показателей испаряемости авиационногобензина, полученного на основе алкилата широкого фракционного состава стемпературой конца кипения до 195 °С, от содержания узких фракцийизомеризата и разработанные топливные композиции малоэтилированногоавиабензина Avgas 100LL.2.
Закономерностивлиянияразличныхрастворителейнанизкотемпературные свойства импортной этиловой жидкости TEL-B ирезультаты подбора оптимальных растворителей, позволяющих применять ее вусловиях холодного климата.3. Разработанные технические требования к качеству неэтилированногоавиационного бензина.4. Закономерностиизмененияантидетонационныхсвойствнеэтилированного авиабензина от содержания N-метиланилина и м-толуидина,9а также ароматических углеводородов и разработанные топливные композициинеэтилированного авиабензина.5. Результаты исследования химической стабильности неэтилированногоавиабензина, содержащего N-метиланилин.Степень достоверности результатов подтверждена систематическимхарактером исследования, необходимым объемом результатов экспериментов,полученныхвлабораторныхусловияхсприменениемсовременногооборудования и с использованием аттестованных методик, а также высокойсходимостью результатов исследований.Апробация работы.
Основные положения и результаты работы былипредставлены на конференциях: VII, VIII, IX Международные промышленноэкономические форумы «Стратегия объединения: Решение актуальных задачнефтегазового и нефтехимического комплексов на современном этапе», 2014,2015 и 2016г.; Всероссийская научно-техническая конференция «АвиадвигателиXXI века», секция 7, г. Москва, 24-27 ноября 2015 г.; Конференция молодыхученых по нефтепереработке «ВНИИ НП–85» Итоги и перспективы развития»,г. Москва, 24–25 мая 2018 г.; XII Международная конференция молодых ученыхпо нефтехимии, г. Звенигород, 17-21 сентября 2018 г.; Научно-техническаяконференция молодых специалистов «Авиационные двигатели и силовыеустановки», г.
Москва 28-30 мая 2019 г.Публикации. По результатам диссертационной работы опубликованы 17работ, из которых 5 статей в журналах, рекомендуемых ВАК Министерстваобразования и науки РФ, 6 тезисов докладов на научных конференциях, 6патентов РФ.Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит извведения, пяти глав, заключения, списка сокращений и обозначений, спискаиспользованной литературы из 68 наименований, 6 приложений. Общий объемдиссертационной работы включает 148 страниц печатного текста, в том числе 28рисунков и 39 таблиц.101. Литературный обзорОбзор производства и потребления авиационного бензина в России иза рубежомАвиационные бензины (авиабензины) предназначаются для использованияв качестве топлив для самолетов и вертолетов, оснащенных поршневымидвигателями внутреннего сгорания с принудительным зажиганием.
Онипредставляют собой смеси определенных углеводородных компонентов,полученных в процессах переработки нефти, обладающих высокой химическойстабильностью, с добавлением присадок [1].Поскольку от поршневого авиационного двигателя требуется развитиебольшой мощности при минимально возможных массе и габаритах, его работахарактеризуется высокой теплонапряженностью. При таком режиме работыпредъявляются высокие требования к качеству применяемого топлива.Сравнение физико-химических и эксплуатационных свойств авиационныхбензинов с автомобильным АИ-95 приведено в таблице 1.
Авиабензин в отличиеотавтомобильногообладаетболеевысокимиантидетонационнымихарактеристиками, имеет большую теплоту сгорания, узкий фракционныйсостав, сниженное содержание смол и меньшую испаряемость, а такжеобеспечивает более высокие мощностные характеристики двигателя.Наиболее важной характеристикой авиабензинов является детонационнаястойкость, которая в значительной мере влияет на безопасность полётов иэксплуатационную надежность авиационной техники, поэтому авиабензиныготовят из высокооктановых компонентов – алкилбензина (алкилата), продуктовкаталитического риформинга (платформинга), изомеризата.
При недостаточномкачестве компонентов, в рецептуру авиационных бензинов вовлекаютсявысокооктановые индивидуальные углеводороды – изооктан и толуол.11Таблица 1 - Российские требования к авиационным и автомобильному бензинамНаименование показателяДетонационная стойкость:октановое число по моторному методу, не менеесортность (богатая смесь), не менееСодержание тетраэтилсвинца, не более:в миллилитрах на 1 дм3 бензина (мл ТЭС/дм3)в граммах свинца на 1 дм3 бензина (г Pb/дм3)в граммах ТЭС на 1 кг бензина (г Pb/кг)Цвето3Плотность при 15 С, кг/мУдельная теплота сгорания низшая, МДж/кгДавление насыщенных паров, кПа, в пределахФракционный состав, °С:температура начала перегонки10% отгоняется при температуре, не выше40% отгоняется при температуре, не ниже50% отгоняется при температуре, не выше90 % отгоняется при температуре, не выше∑ температур 10 % и 50 % отгона, не нижетемпература конца перегонки, не вышевыход, %, не менееостаток, %, не болеепотери, %, не болееМассовая доля серы, %, не болееМассовая доля ароматических углеводородов, %,не болееТемпература начала кристаллизации, °С, не вышеУстойчивость к окислению (5 ч):потенциальные смолы, мг/100 см3, не болеевыпадение свинца, мг/100 см3, не болееПериод стабильности, ч, не менееСодержание фактических смол (непромытых),мг/100 см3, не болееКоррозия медной пластинки: 2 ч±5 мин притемпературе 100 °С, класс, не болееКислотность, мг КОН на 100 см3, не болееСодержание водорастворимых кислот и щелочейСодержание механических примесей и водыВзаимодействие с водой: изменение объема, см3,не болееУдельная электрическая проводимость, пСм/м, впределахНормативные требованияТребованияк авиационным бензинамГОСТ 32513ТР ТС ГОСТ Р ГОСТ 1012-2013для АИ-95013/2011 55493Б-92Б-91/1159111599,6130,091,510091115~0,87~1,090,53~0,92~1,150,562,02,5~1,1зеленый/зеленыйголубой голубойуказатьуказать (20°С)43,542,73742,94785~85-100*0,00050,00050,001бесцветный720-775~42,0-43,5*29,3-4938,049,029,3-4945,0-100,0821051701,51,5указать757510513513517097,01,51,540821051451801,51,5~25-40*~45-65*~65-95*~70-110*~150-175*2152-0,03--10указатьминус 60638-35~20-42*-12-3-~0-30*класс 11,00,3отсутствиеотсутствие---±2---50-600--_________________________* Показатели для бензина АИ-95 не нормируются, приведены ориентировочные значения.12Однако компонентный состав базовых авиационных бензинов неудовлетворяет высоким требованиям к их детонационной стойкости, поэтомутрадиционно, в состав авиабензинов вводится антидетонационная присадка наоснове тетраэтилсвинца (этиловая жидкость) [1].В нормативной документации на авиабензины антидетонационныесвойства выражаются двумя показателями – октановым числом, определённымпо моторному методу (на бедной смеси) и сортностью (на богатой смеси).Сортность – показатель, определяемый только для авиабензинов, ивыражающий их детонационную стойкость при работе двигателя на взлетном идругих форсированных режимах [1].Поскольку авиабензины предназначаются для летательных аппаратов,оснащенных поршневыми двигателями внутреннего сгорания, наибольшеераспространение они получили в 30-40-х годах ХХ века, в период бурногоразвития поршневой авиации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
