| Skład benzyn i oleojów napędowych, metody ich produkcji. |
 |
 |
 |
Oleje napędowe
Olej napędowy jest paliwem przeznaczonym do użytkowania w silnikach wysokoprężnych z zapłonem samoczynnym, czyli tak zwanych silników Diesla. Oleje napędowe otrzymuje się poprzez destylację ropy naftowej, nazywane są one paliwami typu petrodiesel. Temperatury wrzenia w których otrzymuje się ciekłe destylaty oleju napędowego zawierają się w granicach od 250*C do 350*C, proces destylacji prowadzi się pod ciśnieniem atmosferycznym. Oleje napędowe otrzymuje się również z olejów roślinnych tak zwany biodiesel, oraz z surowców takich jak gaz ziemny, czy węgiel. Olej napędowy typu petrodiesel jest to mieszanina ciekłych węglowodorów parafinowych, naftenowych i aromatycznych. Gęstość oleju wynosi około 0,85 kg/l, a jego wartość opałowa wynosi około 44MJ/kg. Olej typu biodiesel jest to paliwo produkowane z surowców odnawialnych takich jak na przykład oleje roślinne. Jest on o wiele bardziej ekologiczny niż zwyczajny petrodiesel, gdyż podczas jego spalania uwalnia się mniej szkodliwych dla środowiska związków siarki, natomiast zwiększone jest wydzielanie tlenków azotu (NOx). W skład paliwa tego typu wchodzą najczęściej estry metylowe, oraz etylowe nienasyconych kwasów tłuszczowych. Olej ten używany jest w formie czystej jako paliwo, oraz z domieszkami petrodiesla, lub jako dodatek do petrodiesla. Produkcja
Poniższa rycina przedstawia równanie reakcji transestryfikacji metanolem przy użyciu katalizatora KOH dla trioleinianu gliceryny. Ilość katalizatora jest zależna od początkowej kwasowości substratów, oraz od ich ilości, bardzo ważne jest dobranie odpowiednich proporcji, aby wydajność procesu była jak największa. Reakcję tę prowadzi się najczęściej w temperaturze około 35 stopni Celsjusza. Oddzielenie produktów reakcji następuje w specjalnych wirówkach, w których gliceryna o większej gęstości zostaje odseparowana na dnie wirówki, zaś ester i niższej gęstości pozostaje przy wierzchu naczynia. W warunkach amatorskich często stosuje się metodę grawitacyjną, także polegającą na rozdzielaniu dzięki różnicom w gęstości. Metoda ta polega na tym ,iż mieszaninę produktów reakcji pozostawia się na okres doby w dużym pojemniku, posiadającym w dnie zawór. Po upływie danego czasu, ciecze rozdzielają się, i można spuścić za pomocą zaworu glicerynę. Kolejnym etapem produkcji jest oczyszczenie paliwa z katalizatora oraz pozostałych zanieczyszczeń. Do tego celu używa się wody destylowanej, następuje mieszanie paliwa z wodą, a następnie substancje separowane są od siebie w taki sam sposób jak na etapie rozdzielania estru od gliceryny. Przepłukiwanie następuje kilkukrotnie. Podczas oczyszczania dodaje się do różnych dodatków, które zwiększają wiązalność zanieczyszczeń przez wodę. Przemysłowa produkcja biodiesla odbywa się w specjalnych reaktorach. Jednak zasada ich działania jest bardzo prosta. Zbudowane są one z jednego pojemnika o dużym litrażu, w którym następuje mieszanie składników, oraz w którym zachodzi właściwa reakcja transestryfikacji. Ponadto reaktor taki jest zbudowany jest z szeregu pojemników i pomp, w których następuje czyszczenie i tłoczenie powstałej mieszanki. Pomiędzy poszczególnymi pojemnikami znajduje się sieć filtrów, rur oraz zaworów.
Jakość oleju napędowego określa tak zwana liczba cetanowa, jest ona miarą zdolności oleju napędowego do samozapłonu. Liczba cetanowa równa jest 100 dla paliwa odpowiadającego właściwościom czystego cetanu spalanego w specjalnym silniku wzorcowym. Zaś liczba cetanowa równa 0 przypisywana jest paliwu o właściwościach czystego α-metylonaftalenu spalanego w silniku wzorcowym. Oleje o liczbie cetanowej niższej niż 40 powodują twardą pracę silnika, moc silnika obniża się, a w spalinach znajduje się zwiększona ilość nie spalonych węglowodorów, zaś oleje napędowe charakteryzujące się liczbą cetanową zbliżoną do 60 powodują pogorszenie jakości spalania oraz wzrost zużycia paliwa. Podstawową metodą produkcji oleju napędowego jak i benzyn jest tak zwana metoda rafinacyjnej destylacji w aparaturze rurowo-wieżowej (DRW). Metoda polega na destylacji frakcyjnej ropy naftowej dzięki różnicom wrzenia poszczególnych destylatów. Produkty po DRW nadają się do bezpośredniego wykorzystania lub do dalszej obróbki (crackingu, oczyszczania, reformingu etc.) Proces DRW przebiega w kilku etapach:
Proces DRW jest procesem zachowawczym oznacza to, że podczas jego przeprowadzania nie zachodzą przeważnie żadne przemiany chemiczne surowca. Jednak w praktyce wygląda to nieco inaczej. Ropa naftowa jest bardzo złożoną mieszaniną przeróżnych związków, w której w temperaturze odbierania najcięższych destylatów zachodzą pewne zmiany na poziomie budowy chemicznej cząsteczek. Jednym z procesów ubocznych jest termiczny rozpad surowca na gazy, tzw gazy rafinacyjne, oraz powstawanie ciekłych związków nienasyconych. Powstają również ciężkie produkty kondensacji typu asfalt, żywice. Benzyny
Benzyna - jej nazwa wywodzi się z łacińskiego słowa benzoe, co oznacza nazwę żywicy pewnego drzewa egzotycznego. Benzyny są frakcjami ropy naftowej, które wrą w temperaturze od 40 do 200 stopni Celsjusza. Jest ona paliwem stosowanym do napędzania silników gaźnikowych. Benzyna składa się głównie z węglowodorów alifatycznych (łańcuchowych) o liczbie atomów węgla w łańcuchu od około 6 do 12. Występują w niej również pewne ilości węglowodorów aromatycznych, oraz węglowodorów nienasyconych, lecz stanowią one mniejszość składu benzyn. Benzyny są stosowane również jako różnorakie rozpuszczalniki. Wyróżniamy kilka typów benzyn:
Do benzyn bezołowiowych dodaje się aktualnie dodatki które zwiększają liczbę oktanową, są nimi między innymi węglowodory aromatyczne, oraz etery zawierające grupy aromatyczne. Liczba oktanowa, jest to liczba, która określa jakość benzyny. Opisuje ona odporność paliwa na samozapłon i spalanie detonacyjne podczas sprężania mieszanki oraz podczas rozpoczętego już procesu spalania mieszanki w cylindrze silnika. Dla paliwa o identycznych właściwościach podczas spalania w silniku wzorcowym jak izooktan ( 2,2,4-trimetylopentan), liczba oktanowa wynosi 100, zaś dla paliwa o właściwościach identycznych jak dla n-heptanu liczba oktanowa wynosi 0. Dla wartości pośrednich, wartość liczby oktanowej przyjmuje się jako procentowy skład mieszanki n-heptanu, oraz izooktanu. Dla mieszanki zachowującej właściwości mieszanki 50:50 n-heptanu i izooktanu liczba oktanowa wynosi 50. Zbyt niska liczba oktanowa prowadzi do do ”stukania” podczas spalania paliwa w silniku, jest to spowodowane zbyt szybkim spalaniem (detonacyjnym) mieszanki paliwowo-powietrznej co może prowadzić do uszkodzenia silnika.
|
| « poprzednia | następna » |
|---|