Онлайн поддержка
Все операторы заняты. Пожалуйста, оставьте свои контакты и ваш вопрос, мы с вами свяжемся!
ВАШЕ ИМЯ
ВАШ EMAIL
СООБЩЕНИЕ
* Пожалуйста, указывайте в сообщении номер вашего заказа (если есть)

Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИПЛОМНАЯ РАБОТА, НЕФТЕГАЗОВОЕ ДЕЛО

Изучение бензинов методом газожидкостной хроматографии для целей пожарно-технической экспертизы

superrrya 1925 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 77 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 20.10.2021
Проблемным моментов данного метода является то, что при установ-лении типа привнесения необходимо знать компонентный состав современ-ного ассортимента моторных топлив, с учетом особенностей, связанных с применение разными фирмами индивидуального набора присадок. Это тре-бует постоянного пополнения существующих баз данных по результатам хроматографического исследования товарных нефтепродуктов, применяемых в разных регионах. Для этих целей были созданы программные продукты, входящие в информационный комплекс для пожарно-технических экспертов, позволяю-щие формировать базу данных хроматограмм, при этом все экспертные учреждения МЧС России, а также научные и учебные заведения, проводят работу по постоянному пополнению этих баз данных. В круг исследуемых веществ входят потенциальные интенсификаторы горения, прежде всего, нефтепродукты, а именно: продукты лёгких нефтяных фракций (автомобиль¬ные бензины, соль-венты, бензины-растворители); продукты среднедистиллятных фракций (дизель¬ные топлива, кероси-ны); продукты тяжелых нефтяных фракций (масла различного назначения). Особенности углеводородного состава первых двух указанных классов нефтепродуктов в настоящее время достаточно детально изучены. Поэтому при анализе дан¬ных веществ на сегодняшний день возможно решение не только диагностических, но и классификационных и иден¬тификационных за-дач. Однако это не означает, что работа не требует дальнейшего продолже-ния. Только расширяя знания по компонентному составу современных бен-зинов, одновременно с их расширяющимся ассортиментом, можно добиться успехов в данной области, получать данные, позволяющие формулировать достоверные категоричные выводы в ходе экспертных исследований обна-руживаемых на месте пожара привнесений горючих жидкостей - бензинов. Целью данной выпускной квалификационной работы стало хромато-графическое исследование компонентного состава образцов бензина разных марок и разных заправочных станций для пополнения существующих баз данных, а также выявления особенностей состава для решения диагностиче-ских задач в рамках пожарно-технической экспертизы.
Введение

Основу пожарной безопасности составляет профилактика пожаров, которая невозможна без знаний о причинах их возникновения. Установление причины пожара является основной задачей пожарно-технической экспер-тизы, которое проводится путем отработки экспертных версий. Среди версий возникновения пожаров версия о поджоге является одной из самых сложных. При ее отработке категоричный вывод об искусственной инициировании го-рения можно только после установления факта привнесения интенсификатора горения, в качестве которых чаще всего злоумышленниками используются различные светлые моторные топлива, чаще всего бензины. Это можно объ-яснить доступностью их приобретения и относительной эффективностью по сравнению с тем же дизельным топливом, для воспламенения которого от злоумышленника требуются определённые усилия. Чаще всего задачи по-жарно-технического эксперта не только ограничиваются поиском следов го-рения бензинов на месте пожара, выражающиеся в специфических термиче-ских поражениях материалов и конструкций, а также обнаружении их остатков, сохраняющихся под полами, плинтусами, мебелью, то есть местах отличающихся относительной герметичностью, позволяющей избежать пол-ного выгорания привнесения. Обычно этого недостаточно, требуется уста-новление типа привнесения горючей жидкости, а иногда, в особенно сложных случаях, связанных с пожарами на объектах, на которых изначально при-сутствуют горючие жидкости, требуется проведения идентификационных исследований, позволяющих отождествить конкретные образцы собранных на месте пожара горючих жидкостей с представляемыми для исследования нативными образцами. Наиболее эффективным методом, позволяющим решать как диагно-стические, так и идентификационные задачи при исследовании следов горю-чих жидкостей, изымаемых с мест пожара, является газожидкостная хрома-тография. Современные газожидкостные хроматографы с капиллярными колонками длиной от 25 до 100 м и пламенно-ионизационными детекторами позволяют проводить полный компонентный состав товарных нефтепродук-тов, обнаруживая в их составе сотни индивидуальных компонентов. К преимуществам данного метода относятся высокая чувствительность, позволяющая определять содержание отдельных компонентов в смеси на уровне 10-8-10-9мг/мл, достаточная точность анализа, возможность опреде-лять тип анализируемой смеси по хроматограмме с использованием фин-герпринтного подхода, используя профиль хроматограммы, а также малый объем пробы для проведения анализа, обычно не более 5 мкл.
Содержание

ВВЕДЕНИЕ 9 1. ВОЗМОЖНОСТИ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ОСТАТКОВ ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ, ОБНАРУЖИВАЕМЫХ НА МЕСТЕ ПОЖАРА 12 1.1. Анализ статистических данных по поджогам в Российской Федерации 12 1.2. Компонентный состав современных автомобильных бензинов 14 1.2.1. Углеводородный состав бензинов бензиновых фракций различных технологических процессов переработки нефти 14 1.2.2. Содержание неуглеводородных компонентов в современных бензинах 25 1.3. Основы газожидкостной хроматографии, как метода разделения. Использование газожидкостной хроматографии при исследовании бензинов. 35 1.4. Методика диагностики и идентификации инициаторов горения методом газожидкостной хроматографии 39 1.5. Хроматографические методы диагностики и идентификации инициаторов горения 46 2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ 53 3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ 54 3.1. Объекты исследования 54 3.2. Газохрома-тографический анализ образцов 54 4. ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА БЕНЗИНОВ РАЗЛИЧНЫХ МАРОК И ТОПЛИВНЫХ КОМПАНИЙ МЕТОДОМ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ 58 4.1. Результаты хроматографического исследования образца бензина №1 58 4.2. Результаты хроматографического исследования образца бензина №2 61 4.3. Результаты хроматографического исследования образца бензина №3 64 4.4. Результаты хроматографического исследования образца бензина №4 67 4.5. Результаты хроматографического исследования образца бензина №5 70 4.5. Анализ результатов хроматографического исследования бензинов 73 5. ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 76 6. СОЦИАЛЬНАЯ ЗНАЧИМОСТЬ 78 СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ 80 СПИСОК НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ 81 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 82
Список литературы

1. Главный сайт МЧС России. – http:// www.mchs.gov.ru 2. Абрютина, Н.Н. Современные методы исследования нефтей. Справочно-методическое пособие /Н.Н. Абрютина, В.В. Абушаева, О.А. Арефьев и др. Под ред. А.И. Богомолова, М.Б. Темянко, Л.И. Хотынцевой.– Л.: «Недра». 1984.– 431 с 3. Аналитическая химия. В 3 т. Т.2. Методы разделения веществ и гибридные методы анализа/ Под ред. Л.Н. Москвина. – М.: Издательский центр «Академия», 2008.- 567 с. 4. Аналитическая химия. Проблемы и подходы: В 2т: Пер. с англ./Под ред. Р.Кельнера, Ж.-М. Мерме, М. Отто, М. Видмера.- М.: Мир: ООО «Издательство АСТ», 2004, Т2. – 728с. 5. Бёккер, Ю. Хроматография. Инструментальная аналитика: ме-тоды хроматографии и капиллярного электрофореза / Ю. Бёккер. – М.: Тех-носфера, 2009. – 472 с. 6. Богомолов, А.И. Химия нефти и газа: Учебное пособие для вузов /А.И. Богомолов, А.А. Гайле, В.В. Громова и др. Под ред. В.А. Проскуря-кова, А.Е. Драбкина. -СПб.: Химия, 1995. – 525 с. 7. Бродский, Е.С. Идентификация нефтепродуктов в объектах окружающей среды с помощью газовой хроматографии и храматомассспек-трометрии / Е.С. Бродский, И.М. Лукашенко, Г.А. Калинкевич, С.А. Савчук // Журнал аналитической химии. - 2002. - Т. 57, № 6. - С. 592-596. 8. Бродский, Е.С. Системный подход к идентификации органических соединений в сложных смесях загрязнителей окружающей среды / Е.С. Бродский //Журнал аналитической химии. - 2002. - Т. 57, № 6. - С. 585-591. 9. Вандер, М.Б. Подготовка, назначение, оценка результатов кри-миналистической экспертизы материалов, веществ и изделий: Практическое руководство. / М.Б. Вандер, Г.В. Майорова - СПб.: СПб юридический ин-т Ген. прокуратуры РФ, 1997. - 44 с. 10. Галишев, М.А. Комплексная методика исследования нефтепро-дуктов, рассеянных в окружающей среде при анализе чрезвычайных ситуа-ций / Под ред. В.С. Артамонова. - СПб.: СПб Институт ГПС МЧС России, 2004. - 166 с. 11. Дементьев,Ф.А. Исследование ароматических углеводородов в качестве идентификационных признаков нефтяного загрязнения // А.Л. Аки-мов, Ю.Н. Бельшина, Ф.А. Дементьев / Вестник Санкт-Петербургского уни-верситета ГПС МЧС России. ? 2011. ? № 3. ? 0,87/0,65 п.л.Галишев, М.А. Научные принципы экспертного исследования сложных смесей нефтяного типа, содержащихся в малых количествах в различных объектах материаль-ной обстановки / М.А. Галишев // Жизнь и безопасность. - 2004. - № 1-2. - С. 69-74. 12. Другов, Ю.С Экологические анализы при разливах нефти и нефтепродуктов: Практическое руководство / Ю.С. Другов, А.А. Родин. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. - 270 с. 13. Другов, Ю.С. Газохроматографическая идентификация загряз-нений воздуха, воды и почвы / Ю.С. Другов, А.А. Родин. - СПб.: Теза, 2001. -624 с. 14. Зенкевич, И.Г. Некоторые особенности представления аналити-ческой информации для газохроматографического определения загрязняю-щих компонентов в окружающей среде / И.Г. Зенкевич // Экологическая химия. – 2001. - т.10, вып.4. - С. 275-282. 15. Крылов, А.И. Хрома-тографический анализ в экологической экспертизе / А.И. Крылов // Ж. Аналитической химии. - 1985. - Т.80. - С. 230-2 41. 16. Митричев, В.С. Основы криминалистического исследования ма-териалов, веществ и изделий из них / В.С. Митричев, В.Н. Хрусталев. – СПб.: Питер, 2003. – 591с. 17. Моисеева, Т.Ф. Криминалистическое исследование веществ, ма-териалов и изделий из них. Курс лекций. М.: Щит-М, 2005. – 208 с. 18. Основы криминалистической экспертизы материалов, веществ и изделий: Учебное пособие /Под ред. В.Г. Савенко. -М.: ЭКЦ МВД России, 1993. -208 с. 19. Отто, М. Современные методы аналитической химии. Изд. 2-е, исправленное / М. Отто. – М.: Техносфера, 2006. – 416с 20. Павлова, Ю.В. Развитие методов хроматографической иденти-фикации при экспертизе разливов нефтепродуктов. Автореферат дисс. на со-иск. уч. ст. к.т.н., СПб., 2007. 21. Петров Ал.А. Углеводороды нефти / А.А Петров.- М.: «Наука». 1984, 264 с. 22. Хаустов, А.П. Охрана окружающей среды при добыче нефти / А.П. Хаустов, М.М. Редина. - М.: Дело, 2006. - 552 с. 23. Чарыков, А.К. Математическая обработка результатов химиче-ского анализа / А.К. Чарыков. - Л.: Химия, 1984. - 168 с. 24. Шарапов, С.В. Многоцелевая система мониторинга нефтяного загрязнения в сопредельных природных средах / С.В. Шарапов. - СПб.: Санкт-Петербургский университет Государственной Противопожарной Службы МЧС России, 2009. 246 с. 25. Сафонов, А.С. Химмотология горюче-смазочных материалов./ Сафонов А.С., Ушаков А.И., Гришин В.В.. – СПб.: НПИКЦ, 2007. – 488 с. 26. Пожарно-техническая экспертиза: Учебник/ Галишев М.А., Бельшина Ю.Н., Дементьев Ф.А и др - СПб.: Санкт-Петербургский универ-ситет ГПС МЧС России, 2014. 453 с. 27. Геккелер, К. Аналитические и препаративные лабораторные ме-тоды: Справочное издание/ Геккелер К. Экштайн Х //. Пер. с немец. М.: Хи-мия, 1994. – 231 с. 28. Современные методы исследования нефтей/ Под редакцией А.И.Богомолова, М.Б.Темянко, Л.И.Хотынцевой.- Л.: Недра,1984. – 435 с. 29. Руководство по газовой хроматографии : Пер с нем . / Под ред . А.Жуховицкого. .М .: Мир , 1989. – 503 с . 30. Столяров, Б. Руководство к практическим работам по газовой хроматографии Столяров Б., Савинов И., Виттенберг А.- .Л : Химия , 1988.-.336 с . 31. Чешко, И.Д. Технические основы расследования пожаров: Мето-дическое пособие / И.Д.Чешко. – М.: ВНИИПО, 2002. – 300 с. 32. Ловчиков, В.А. Физико-химические методы экспертного иссле-дования. Лабораторный практикум: учебное пособие. / В.А Ловчиков, Ю.Н. Бельшина, Ф.А. Дементьев / Под общей ред. В.С. Артамонова.- СПб.: СПб УГПС МЧС России, 2012. - 164 с. 33. Чешко, И. Д.Применение инструментальных методов и техниче-ских средств в экспертизе пожаров: сборник методических рекомендаций / под ред. И. Д. Чешко и А. Н. Соколовой; СПб фил-л Фед. Гос. Учр-ние Всерос. Науч.-иссл. ин-та противопож. Обороны МЧС России. – СПб : СПб филиал ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2008. – 279 с.
Отрывок из работы

1. ВОЗМОЖНОСТИ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ ПРИ ИС-СЛЕДОВАНИИ ОСТАТКОВ ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ, ОБНАРУЖИВА-ЕМЫХ НА МЕСТЕ ПОЖАРА 1.1. Анализ статистических данных по поджогам в Российской Федерации По данным МЧС России, ежегодно регистрируется около 150 тысяч пожаров, прямой материальный ущерб от которых оценивается государством в размере около 20 милиардов рублей. На пожарах в России ежегодно по-гибает около 10 тысяч человек. Статистические данные по распределению пожаров за 2014-2018 года по причинам их возникновения приведены в таблице 1. Таблица 1 – Распределение пожаров по причинам возникновения за 2015-2019 года Причина возникновения пожара Количество пожаров, ед. Прямой материальный ущерб, тыс. руб. Погибло, чел. 2014 2015 2016 2017 2018 Установленный поджог 18390 3986296 312 17748 3510346 254 15656 2795008 273 14833 2964863 206 13625 2057425 177 Неисправность производственного оборудования, нарушение техноло-гического процесса производства 510 1345060 4 523 1942729 12 489 466523 12 523 199060 7 564 275773 9 Нарушение правил устройства и эксплуатации электрооборудования 40871 6517358 2002 40767 8073903 1879 41317 5435092 1908 40528 5468025 1765 41763 6245827 1901 Нарушение правил устройства и эксплуатации печей 22506 867175 997 21023 738495 894 21972 864824 888 20250 682619 720 21934 825799 794 Нарушение правил устройства и эксплуатации теплогенерирующих агрегатов и установок 692 52961 46 624 56366 28 724 285804 45 505 36602 23 446 328566 28 Нарушение правил устройства и эксплуатации газового оборудова-ния - 1308 90308 132 1357 77373 112 1233 64092 118 1260 60305 102 Неосторожное обращение с огнем 48843 3180030 6298 47473 2452658 5803 41923 1164214 5106 39971 1354959 4611 37195 1334766 4506 в т.ч. шалость детей с огнем 2494 80228 98 2330 88666 100 2107 53058 68 1843 60201 62 1803 71316 94 Нарушение правил устройства и эксплуатации транспортных средств 10887 766073 36 9822 730630 60 9743 643968 63 9050 770744 54 9027 844656 43 Нарушение правил пожарной без-опасности при проведении элек-трогазосварочных работ 1017 399337 17 1036 1914455 22 935 599582 5 944 319008 9 922 101857 4 Нарушение правил эксплуатации бытовых газовых, керосиновых, бензиновых и др. устройств 1052 70906 130 158 9056 9 118 1218 7 88 6364 9 87 2122 4 Нарушение правил пожарной без-опасности при проведении огневых работ (отогревание труб, двигателей и пр.) 434 49763 3 325 11543 3 308 12630 1 335 23694 4 372 249142 1 Взрывы 146 33904 21 77 3178 2 83 6684 14 63 1171 11 72 8493 11 Нарушение правил пожарной без-опасности при использовании пи-ротехнических изделий 81 2218 1 89 497 4 74 46085 0 64 3738 1 67 10890 0 Самовозгорание веществ и матери-алов 477 88098 0 512 140492 4 515 46193 1 466 151149 2 513 367340 2 Грозовые разряды 642 80273 2 631 84905 4 696 79559 2 457 45238 3 480 94869 1 Неустановленные причины 1421 501402 145 1259 230736 178 1546 774201 216 1553 779962 196 1555 156851 253 Прочие причины, не относящиеся ни к одной из групп 2835 305713 124 2567 2471549 117 2019 119467 96 1981 896090 77 1958 2552475 73 Несмотря на то, что согласно статистике наблюдалось снижение коли-чества поджогов из года в год необходимо отметить, что они занимают пятое место среди всех причин, их относительное количество превышает 10% от общего количества пожаров. Также нужно учитывать, что в зависимости от объектов на которых произошел пожар доля поджогов может возрастать, так по статистическим данным о пожарах в автомобилях за 208 года количество поджогов составило 28% (рисунок 1). Рисунок 1 – Статистические данные по причинам пожаров на автомо-билях 1.2. Компонентный состав современных автомобильных бензинов 1.2.1. Углеводородный состав бензинов бензиновых фракций различных технологических процессов переработки нефти Вырабатываемые на нефтеперерабатывающих заводах продукты под-разделяют на топлива, нефтяные масла, парафины и церезины, ароматические углеводороды (УВ), нефтяные битумы, нефтяной кокс, пластичные смазки, присадки к топливам и маслам, прочие НП различного назначения [1-16]. Из этих продуктов реально использоваться в качестве инициаторов горения могут некоторые топлива (автомобильные, реактивные, дизельные), арома-тические УВ (бензол, толуол, ксилол); иные НП различного назначения (осветительные керосины, бензины-растворители, сольвенты, применяемые в резиновой и лакокрасочной промышленности). Бензины получают смешением бензиновых фракций различных техно-логических процессов переработки нефти: прямой перегонки, термического крекинга, каталитического крекинга, каталитического риформинга, гидро-крекинга, изомеризации, алкилирования, ароматизации и индивидуальных высокооктановых углеводородных компонентов и присадок, улучшающих отдельные эксплуатационные свойства. Бензин обладает высокой стойкостью к детонации, дизельное топливо — хорошей воспламеняемостью; то и другое топливо имеет достаточно низкую температуру застывания (и помутнения) в соответствии с условиями и райо-ном применения. Необходимые эксплуатационные качества топлив обеспе-чиваются тщательным подбором компонентов и присадок [14]. Бензины прямой перегонки нефти. Прямогонные бензины из нефтей нафтенового основания обладают высокой приемистостью к антидетонаторам и в необходимых случаях служат базовыми компонентами автомобильных бензинов. Групповой углеводо-родный состав и детонационная стойкость прямогонных бензинов: 55-60 % масс. нафтеновых углеводородов; 36-41% масс. парафиновых углеводородов; До 4 % масс. ароматических углеводородов. Октановое число прямогонных бензинов без антидетонатора - 70-74. Прямогонные компоненты из газовых конденсатов имеют ОЧ (ММ) - 55-65 ед. и температуру конца кипения - 135-195 °С. При добавлении к ним антидето-натора получают бензины с октановым числом до 76 ед. Бензины прямой перегонки нефти содержат в основном алкановые уг-леводороды слабо разветвленного строения с низкой детонационной стойко-стью [6]. Бензины термических процессов углубленной переработки нефти получают расщеплением высокомолекулярных углеводородов при повы-шенной температуре с образованием углеводородов с меньшей молекулярной массой. Термический крекинг в настоящее время осуществляют по разрабо-танной фирмой "Нуdrokarbon Research" системе, получившей название ди-накрекинг. Процесс проводят в специальном вертикальном реакторе, имею-щем верхнюю зону гидрокрекинга, среднюю зону и нижнюю зону газифи-кации [6]. В верхней зоне сырье в среде инертного теплоносителя в присутствии водородсодержащего газа превращается в более легкие продукты, которые после отпаривания и газификации выводят из реактора. Бензины динакре-кинга отличаются повышенной химической стабильностью по сравнению с бензинами других термических процессов. Висбрекинг - жидкофазный процесс термического крекинга в относи-тельно мягких температурных условиях 400-480 °С. Степень превращения сырья зависит от температуры и времени контакта. Бензины висбрекинга обладают невысоким октановым числом (65-66 по ММ) и низкой химической стабильностью, обусловленной высоким содержанием непредельных угле-водородов. Термоконтактный крекинг (ТКК) сочетает коксование в кипящем слое и газификацию образующегося кокса. Бензиновая фракция продуктов ТКК содержит значительное количество серы и непредельных соединений. Для использования в качестве компонента товарных бензинов ее необходимо подвергнуть гидроочистке или полному гидрированию и каталитическому риформингу. Замедленное коксование осуществляют в реакторе в псевдоожиженном слое порошкообразного кокса при температуре 480-510 °С и давлении 0,14-0,40 МПа. При обычном коксовании образуется бензин с октановым числом 58-62, а при непрерывном коксовании в псевдоожиженном слое ок-тановое число бензина повышается до 70 (ММ). Групповой углеводородный состав бензина замедленного коксования: парафино-нафтеновые 37-45 % масс.; олефиновые 49-51 % масс.; ароматические 5-13 % масс [6]. Бензины термических процессов содержат большое количество непре-дельных углеводородов, поэтому они имеют более высокие октановые числа, чем бензины прямой перегонки. Вследствие невысоких других эксплуатаци-онных свойств бензины термических процессов имеют ограниченное приме-нение. Бензины каталитических процессов являются основными компонен-тами товарных бензинов. Каталитический крекинг - процесс каталитического деструктивного превращения тяжелых дистиллятных нефтяных фракций в моторные топлива и сырье для нефтехимии и производства технического углерода и кокса. При использовании современных цеолитсодержащих катализаторов каталитиче-ский крекинг обеспечивает выход до 50 % масс. бензина и 20 % легкого га-зойля, который применяют как компонент дизельного топлива (% по сырью). Реакции каталитического крекинга: • расщепление высокомолекулярных углеводородов; • изомеризация парафиновых углеводородов; • дегидрирование циклоалканов в арены. На выход и состав продуктов большое влияние оказывает подготовка сырья. Предварительная гидроочистка сырья снижает содержание сернистых и азотистых соединений, превращает полициклические ароматические угле-водороды в алкилароматические с меньшим числом колец, повышает выход бензина, снижает коксообразование, увеличивает срок работы катализатора. Для эффективной переработки тяжелого сернистого сырья установки ката-литического крекинга комбинируют с установками гидроочистки. Бензины каталитического крекинга, получаемые на установке с псев-досжиженным катализатором, содержат значительное количество непре-дельных углеводородов, поэтому характеризуются повышенной склонностью к окислению и нуждаются в химической стабилизации с помощью противо-окислительных присадок. Бензины каталитического крекинга имеют более высокую детонационную стойкость по сравнению с бензинами термических процессов. Детонационная стойкость повышается за счет содержания аре-новых и алкановых углеводородов изостроения [6]. Бензины каталитического риформинга являются основными базо-выми компонентами товарных бензинов. Каталитический риформинг - процесс, предназначенный для повышения детонационной стойкости бензинов и получения бензола, толуола и ксилолов. В основе каталитического риформинга лежат следующие реакции: • ароматизация исходного сырья путем дегидроциклизации алканов, дегидроизомеризации алкилциклопентанов, дегид-рирования циклогексанов; • изомеризация алканов; • гидрокрекинг тяжелых углеводородов. Как и при каталитическом крекинге, указанные реакции повышают ок-тановые числа бензинов. Каталитический риформинг осуществляют при повышенной темпера-туре (около 500 °С) при давлением водорода (1,5-4 МПа) на бифункцио-нальном катализаторе, сочетающем кислотную и гидрирую-ще-дегидрирующую функции. Кислотную функцию обычно выполняет оксид алюминия, гидрирующе-дегидрирующую - металлы VIII группы, главным образом, платина. В качестве сырья каталитического риформинга используют прямо-гонные бензиновые фракции, в которых содержатся углеводороды с шестью углеродными атомами, способные превращаться в ароматические кольца. Обычно сырьем каталитического риформинга является фракция, выкипаю-щая в пределах 85-180 °С. При более высокой температуре конца кипения увеличивается коксообразование и снижается выход бензина. Значительное влияние на процесс риформинга оказывает углеводородный состав сырья: при увеличении содержания нафтеновых углеводородов увеличивается выход бензина и снижается газообразование. Выход базового бензина каталитического риформинга (катализатора) составляет 78-82 % от сырья. Катализатор имеет октановое число по мотор-ному методу 80-85 ед. и содержит: • 50-65 % ароматических, • 35-40 % парафиновых • 5 % нафтеновых углеводородов. Гидрокрекинг - каталитический процесс, предназначенный для полу-чения светлых нефтепродуктов (бензина, керосина, дизельного топлива), а также сжиженных газов С3-С4 при переработке тяжелого нефтяного сырья под давлением водорода. Гидрокрекинг позволяет получить широкий ассорти-мент нефтепродуктов практически из любого нефтяного сырья путем подбора соответствующих катализаторов и условий и является одним из наиболее эффективных и гибких процессов нефтепереработки. В отличие от каталитического крекинга, при гидрокрекинге, осуществ-ляемом при высоких давлениях, образуются только продукты распада, а реакции уплотнения подавляются воздействием водорода. Гидрокрекинг можно вести на максимальный выход бензина, реактив-ного топлива или дизельного топлива. Выход легкого бензина составляет 17,5 % и тяжелого бензина - 33,3% масс. при двухступенчатом крекинге сернистого вакуумного газойля. Легкий бензин состоит в основном из изопарафиновых углеводородов с октановым числом ~85 единиц. Тяжелый бензин из парафинистых тяжелых дистиллятов имеет невысокое октановое число - около 60 ед. Бензин гидрокрекинга не содержит непредельных углеводородов и в отличие от бензина каталитического крекинга является химически стабиль-ным, не требующим введения противоокислительных присадок. Октановое число бензинов гидрокрекинга повышают путем каталитического рифор-минга. Сравнительная характеристика компонентного состава бензинов ката-литических процессов показана в таблицах 2 - 4. Таблица 2 - Средние компонентные составы автомобильных бензинов Компонент Содержание, %об А-76(АИ-80) АИ-91 АИ-92 АИ-95 АИ-98 Бензин каталитического риформинга: мягкого режима 40-80 60-90 60-88 жесткого режима - 40-100 40-100 45-90 25-88 Ксилольная фракция - 10-20 10-30 20-40 20-40 Бензин каталитического крекинга 20-80 10-85 10-85 10-50 10-20 Бензин прямой перегонки 20-60 10-20 10-20 - - Алкилбензин - 5-20 5-20 10-35 15-50 Бутаны + изопентан 1-7 1-10 1-10 1-10 1-10 Газовый бензин - 0,7 0-10 8-15 10-15 Бензин коксования 1-5 - - - - Гидростабилизированный бензин пиролиза 10-35 10-30 10-30 10-20 10-20 М'ГБЭ 8 5-12 5-12 10-15 10-15 Таблица 3 - Углеводородный состав бензиновых фракций различных процессов переработки нефти Бензины Содержание основных классов углеводородов Арены Циклоалканы Алканы Алкены Прямогонный бензин из: татарской нефти 3-10 20-30 60-80 1-2 западносибирской нефти 7-12 22-35 55-70 1-2 бакинской нефти 2-10 40-65 25-50 - Катализат риформинга: мягкого режима 40-50 50-60 1-2 жесткого режима 60-70 30-38 1-2 Бензин каталитического крекинга 20-35 55-65 8-12 Бензин термического крекинга 15-35 50-60 15-25 Бензин коксования 20-25 25-35 45-60 Алкилат - 100 - Рафинат установок экстракции 3-4 96-97 - Легкая смола пиролиза 45-60 10- 18 20-28 Таблица 4 - Компонентный состав бензинового фонда, % (об.) Компонент Россия США Западная Европа Бензин каталитического риформинга 52,8 34,6 46,9 Бензин каталитического крекинга 9,6 36,1 27,1 Прямогонный бензин 25,2 4,0 7,6 Бутаны 5,7 5,5 5,7 Изомеризат 1,5 4,7 5,0 Бензин коксования 4,9 - - Оксигенаты 0,2 2,1 1,8 Алкилат 0,3 13,0 5,9 Базовым компонентом для выработки автомобильных бензинов явля-ются обычно бензины каталитического риформинга или каталитического крекинга. Бензины каталитического риформинга характеризуются низким содержанием серы, в их составе практически отсутствуют олефины, поэтому они высокостабильны при хранении. Однако повышенное содержание в них ароматических углеводородов с экологической точки зрения является лими-тирующим фактором. К их недостаткам также относится неравномерность распределения детонационной стойкости по фракциям. В составе бензинового фонда России доля компонента каталитического риформинга превышает 50%. Бензины каталитического крекинга характеризуются низкой массовой долей серы, октановыми числами по исследовательскому методу 90-93 еди-ницы. Содержание в них ароматических углеводородов составляет 30-40%, олефиновых - 25-35%. Они обладают относительно высокой химической стабильностью (индукционный период 800-900 мин). По сравнению с бензи-нами каталитического риформинга для бензинов каталитического крекинга характерно более равномерное распределение детонационной стойкости по фракциям. Поэтому в качестве базы для производства автомобильных бен-зинов используется смесь компонентов каталитического риформинга и ката-литического крекинга. Бензины таких термических процессов, как крекинг, замедленное кок-сование, имеют низкую детонационную стойкость и химическую стабиль-ность, высокое содержание серы и используются только для получения низ-кооктановых бензинов в ограниченных количествах. При производстве высокооктановых бензинов используются ал-килбензин, изооктан, изопентан и толуол. Для оценки качества нефтепродуктов определяют ряд их физи-ко-химических свойств. К числу важнейших физических свойств относят: вязкость, плотность и фракционный состав. Для установления последнего нефтепродукты перегоняют со строго определенной скоростью из колбы стандартных форм и размеров. Фракционный состав представляют в виде зависимости между температурой паров нефтепродуктов в колбе и количе-ством конденсата (нефтепродукты, сконденсировавшегося в холодильнике и собранного в приемнике). Для бензинов обычно приводят пять точек: тем-пературу начала кипения и температуры выкипания 10%, 50%, 90% и 97,5%топлива. Для некоторых других нефтепродуктов, например, дизельных топлив, часто указывают количество вещества, выкипающего до определен-ной заданной температуры, например до 360 °С Фракционный состав масел обычно определяют при пониженном давлении(в вакууме) во избежание разложения высококипящих фракций при температурах их кипения. Изме-ряют также давление(упругость)паров(гл. обр. для бензинов) в стальной бомбе при соотношении объемов жидкой и паровой фаз 1:4 при 38°С. Обычно в технических условиях ограничивают верхнее значение давления паров, как меру предотвращения образования "паровых пробок" в топливной системе двигателя. Определяют температуру помутнения (для моторных топлив), при которой из топлива начинают выделяться кристаллы высокоплавких угле-водородов или воды; температуру застывания (для масел, остаточных ко-тельных топлив, дизельных и реактивных топлив и авиабензинов), при ко-торой нефтепродукт в условиях опыта загустевает настолько, что уровень его в пробирке остается неподвижным в течение 1 минуты при наклоне под углом 45o; температуру вспышки, температуру; температуру плавления твердых нефтепродуктов (парафина, озокерита и др.), которая соответствует моменту полного затвердевания (кристаллизации) предварительно расплавленного продукта. Цвет характеризует качество очистки нефтепродуктов от смоли-стых и др. окрашенных веществ; при этом цвет нефтепродуктов сравнивают с цветом специально окрашенных стекол. Дуктильность, или растяжимость, битумов характеризует их способность растягиваться, не обрываясь, в тонкие нити под влиянием приложенной силы; определяется в спец. приборе (дуктилометре) путем растягивания образца битума стандартной формы с определенной скоростью при 25°С [11,12,15]. Содержание смол устанавливают, выделяя их из нефтепродуктов ад-сорбцией на к.-л. Твердом адсорбенте(чаще всего на силика-геле) с послеу-ющей десорбцией подходящим экстрагентом, напр. Смесью этанола с бен-золом. В некоторых маслах и тяжелых остаточных топливах определяют так называемые акцизные смолы-вещества, способные реагировать с концен-трированной H2SO4 в строго регламентируемых условиях опыта. В бензинах, реактивных и дизельных топливах определяют количество так называемых фактических смол, для чего навеску топлива испаряют в струе воздуха или водяного пара, а остаток взвешивают [18,19,24]. Содержание парафина устанавливают следующим образом: навеску нефтепродукта растворяют в подходящем растворителе, например бензине, раствор охлаждают до температуры от - 20 до - 40 °С и осаждают твердые углеводороды этанолом или пропанолом. Осадок отделяют нафильтре, охлаждаемом до заданной температуры, промывают смесью этанола с бен-зином для удаления масла и растворяют в петролейном эфире. Последний отгоняют и остаток взвешивают [12]. К важнейшим химическим свойствам нефтепродуктов относят: содер-жание серы, смол, парафина, органических кислот и некоторые другие по-казатели [12]. Содержание серы определяют несколькими способами. Для светлых нефтепродуктов наибольше распространен так называемый ламповый метод: навеска нефтепродукта сжигается в лампочке известной массы; продукты сгорания поглощаются титрованным раствором NaHCO3, избыток которого оттитровывают раствором НСl. Метод иногда используют и для темных нефтепродуктов, которые предварительно разбавляют легким нефтепродук-том с известным содержанием серы. Чаще навеску темного нефтепродукта сжигают в калориметрической бомбе ватмосфереО2и количество образовав-шихсяионовSO42-определяют гравиметрически после осаждения их хлоридом Ва. Присутствие в нефтепродуктах агрессивных сернистых соединений, в частности элементной серы и меркаптанов, обнаруживают по изменению цвета медной пластинки после контакта ее с испытуемым нефтепродуктом. Иногда пользуются так называемой докторской пробой, когда наблюдают изменение цвета элементной серы под влиянием продуктов взаимодействует с Na2PbO2меркаптанов и H2S, имеющихся в нефтепродукте [7]. О содержании органических кислот судят по величине кислотного числа или кислотности-массе КОН (мг), необходимого для нейтрализации соответ-ствует 1 г или 100 мл нефтепродукта [4]. Устойчивость к окислению бензинов и некоторых других продуктов характеризуют величиной индукционного периода-интервалом времени, в течение которого испытуемый нефтепродукт, находящийся в атмосфере О2 поддавлением 0,7 МПа при 100 °С, практически не окисляется. Устойчивость к окислению некоторых реактивных топлив оценивают по количеству осадка, образующегося при жидкофазном окислении его в специальном приборе в течение 4 часов при 150°С, моторных масел по изменению механических свойств тонкой пленки масла, находящегося на металлической поверхности в контакте с воздухом при 260 °С [10]. Коррозионную активность масел оценивают по изменению массы (г/м2) металлические пластинки при воздействии на нее в течение 50 часов нагретого до 140°С испытуемого масла, слой которого периодически соприкасается с кислородом воздуха. О коррозионных свойствах топлив судят обычно по наличию или отсутствию в них активных сернистых соединениях, что уста-навливают с помощью медной пластинки [24]. Коксуемость-способность нефтепродукта образовывать углистый остаток (кокс) при испарении нефтепродукта в стандартном приборе и в строго определенных условиях нагрева; определяется главным образом для моторных и цилиндровых масел, тяжелых остаточных топлив, 10%-ного остатка от перегонки дизельных топлив, а также для сырья процессов ката-литического и термического крекинга, производства нефтяных коксов и битумов, и др [24]. Высота некоптящего пламени характеризует осветительную и нагрева-тельную способность светлых нефтепродуктов (осветительных керосинов, реактивных и дизельных топлив) при сжигании их в лампах, нагревательных приборах и т.д. Этот показатель зависит от группового химического состава нефтепродуктов и прежде всего от содержания ароматических углеводоро-дов. Испытуемый образец сжигают в лампе специальной конструкции и из-меряют макс. высоту некоптящего пламени [13]. Имеется также ряд показателей, определяющих потребительные свой-ства нефтепродуктов. К ним относят, в частности, показатели детонации стойкости бензинов (октановое число) [12]. 1.2.2. Содержание неуглеводородных компонентов в современных бен-зинах Одно из направлений расширения производства высокооктановых не-этилированных бензинов - применение кислородсодержащих компонентов (оксигенантов). К ним относятся спирты, эфиры и их смеси. Добавление ок-сигенатов повышает детонационную стойкость, особенно легких фракций, полноту сгорания бензина, снижает расход топлива и уменьшает токсичность выхлопных газов. Рекомендуемая концентрация оксигенатов в бензинах со-ставляет 3-15% и выбирается с таким расчетом, чтобы содержание кислорода в топливе не превышало 2,7%. Установлено, что такое количество оксигенатов, несмотря на их более низкую по сравнению с бензином теплотворную спо-собность, не оказывает отрицательного влияния на мощностные характери-стики двигателей. Метилтретбутиловый эфир (МТБЭ) - считается наиболее перспективным компонентом. На основании положительных результатов государственных испытаний в России разрешено производство и применение автобензинов с содержанием МТБЭ до 15%. Ограничение установлено из-за относительно низкой теплоты сгорания и высокой агрессивности по отношению к резинам. Дорожные испытания показали, что неэтилированные бензины с 7-8 % МТБЭ при всех скоростях движения превосходят товарные бензины. МТБЭ - бес-цветная прозрачная жидкость с резким запахом. Температура кипения 48-55°С, плотность - 740-750 кг/м3, октановое число по исследовательскому методу 115-135. Среди других эфиров в качестве компонентов к автомобильному бен-зину рассматриваются: этилтретбутиловый эфир (ЭТБЭ), третамилметиловый эфир (ТАМЭ), простые метиловые эфиры, полученные из олефинов С6-С7. Среди спиртов: метиловый спирт, этиловый спирт, вторичный бутиловый спирт (ВБС) и третбутиловый спирт (ТБС).
Условия покупки ?
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Дипломная работа, Нефтегазовое дело, 80 страниц
1500 руб.
Дипломная работа, Нефтегазовое дело, 51 страница
1200 руб.
Дипломная работа, Нефтегазовое дело, 34 страницы
1700 руб.
Дипломная работа, Нефтегазовое дело, 54 страницы
1200 руб.
Дипломная работа, Нефтегазовое дело, 67 страниц
1200 руб.
Служба поддержки сервиса
+7 (499) 346-70-XX
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg