8.2  Нефтепродукты

В настоящее время вся извлекаемая из недр нефть подверга­ется переработке с целью получения из нее разнообразных неф­тепродуктов, которые используют как в качестве целевых про­дуктов, так и в качестве сырья для дальнейшей переработки. Все нефтепродукты можно разделить на следующие группы.

1.             Моторные топлива, в том числе:

карбюраторное для поршневых двигателей с зажиганием­ от электрической искры (автомобильные и тракторные бен­зины);

дизельное для поршневых дизельных двигателей с воспла­менением от сжатия (дизельное топливо).

 

Котельные топлива для топок паровых котлов, генера­торных установок, металлургических печей (мазут, гудрон).

Реактивное топливо для авиационных реактивных и га­зотурбинных двигателей (авиокеросины).

Смазочные масла для смазки трущихся деталей машин сцелью уменьшения трения и отвода тепла (моторное, индустриальное, турбинное, компрессионное, цилиндровое масла).

Консистентные смазки для уменьшения трения междудеталями, защиты от коррозии, герметизации соединений,

со­держащие загустители (мыла, церезин, силикаты).

Продукты, используемые для нефтехимического синтеза (мазут, широкая фракция и др.).

Нефтепродукты, используемые в качестве топлив и смазоч­ных материалов, должны удовлетворять определенным требо­ваниям. Так, основными эксплуатационными характеристика­ми нефтяных смазочных масел являются вязкость, вязкостно-температурные свойства, маслянистость, подвижность при низ­ких температурах, химическая стабильность, защитные свой­ства. К аналогичным характеристикам топлив для двигателей внутреннего сгорания относятся детонационная стойкость, фракционный состав, химическая стабильность, антикоррозионные свойства, а для дизельных топлив также вязкость, тем­пература застывания и коксуемость. Важнейшей характерис­тикой моторных топлив является их устойчивость к детона­ции — детонационная стойкость.

Детонацией называется особый ненормальный режим сго­рания топлива в двигателе, при котором часть топливной сме­си, находящаяся перед фронтом пламени, воспламеняется мгно­венно, в результате чего скорость распространения пламени до­стигает 1500—2500 м/с. Это приводит к резкому скачкообраз­ному возрастанию давления в цилиндре и возникновению удар­ной детонационной волны. На режиме детонации мощность дви­гателя падает, расход топлива увеличивается и ускоряется из­нос деталей.

Мерой детонационной стойкости для карбюраторных двига­телей является октановое, а для дизельных двигателей -  цетановое числа. В основе их определения лежит принцип сравнения испытуемого топлива со смесями эталонных топлив.

Октановым числом (ОЧ) называется условная единица из­мерения детонационной стойкости, численно равная содержа­нию в объемных процентах изооктана (2,2,4-триметилпентана) в смеси с н-гептаном, которая детонирует при той же степени сжатия в цилиндре карбюраторного двигателя, что и топ­ливо.

При этом октановое число изооктана СН3-С(СН3)2–СН2-СН(СН3)-СН3 принимается равным 100, а н-гептана СН3-(СН2)5-СН3 равным 0.

Октановое число зависит от класса, молекулярной массы и строения углеводорода, как это видно из нижеприведенных данных.

Октановое число повышается с увеличением молярной мас­сы:

         С2Н6                С4Н10              С6Н14              С7Н16      ;

            0                        26                   93                   125

степени разветвленности углеродной цепи:

     СНз-(СН2)5-СНз           0

СН3-С(СНз)2-СН2-СН2-СНз         89

СН3-С(СНз)2-СН(СНз)-СН3          104

и при переходе от алканов к алкенам, нафтенам и ароматичес­ким углеводородам с одинаковым числом углеродных атомов:

 

      С6Н14           С6Н12            цикло-С6Н12          С6Н6

        26                 63                    77                     106   .

 

Цетановым числом (ЦТ) называется условная единица из­мерения детонационной стойкости, численно равная содержа­нию в объемных процентах цетана (гексадекана) в смеси с

α-метилнафталином, которая детонирует при той же степени сжа­тия в цилиндре дизеля, что и топливо.

При этом цетановое число цетана С16Н34 принимается рав­ным 100, а α-метилнафталина α-С10Н7-СН3 равным нулю.