3. Паливо і мастильні матеріали

Паливо є сировиною для одержання різноманітних цінних продуктів. Нафта необхідна для розвитку хімічної промисловості. З неї одержують, окрім паливних матеріалів, різні масла й змащувальні матеріали, пластмаси, миючі речовини, синтетичні волокна та тканини, добрива. З природного газу виробляють синтетичні спирти і білкові препарати, вилучають сірку. Вугілля є цінною технологічною сировиною у чорній металургії, джерелом для одержання пластмас, бензину та інших продуктів виробництва.

Паливо, масла та мастильні матеріали є основними експлуатаційними матеріалами на автомобільному транспорті. Вони можуть відрізнятись своїми якостями у залежності від різновиду та особливостей сировини, з якої їх отримано, а також у залежності від виду переробки цієї сировини.

Тема 3.1.Поняття про паливо та його класифікація

План: 1. Поняття про паливо, його різновиди

2. Бензин: основні характеристики і марки

3. Дизельне паливо, його властивості та маркування

4. Мазут. Основні властивості, марки і застосування

Поняття про паливо, його різновиди

Паливо — речовина, що виділяє при згорянні значну кількість тепла і може використовуватись для отримання енергії.

Природні види палива — кам'яне вугілля, (включаючи паливні продукти, одержані при збагаченні та сортуванні на підприємствах вугільної промисловості), буре вугілля (лігніт), сланці горючі, торф паливний, дрова опалювальні, деревинні відходи лісозаготівлі, деревинні відходи деревообробки, відходи сільськогосподарського виробництва (солома, качани та стебла кукурудзи, лушпиння соняшникове та рисове тощо), інші види первинного твердого палива (непридатні шпали, рудникові стійки, дерев'яна тара тощо), нафта, включаючи газовий конденсат, природний газ, до якого входить шахтний метан.

До альтернативних видів рідкого палива належать:

- горючі рідини, одержані під час переробки твердих видів палива (вугілля, торфу, сланців);

- спирти та їх суміші, олії, інше рідке біологічне паливо, одержане з біологічної сировини (у тому числі з поновлюваних відходів сільського та лісового господарства, інших біологічних відходів);

- горючі рідини, одержані з промислових відходів, у тому числі газових викидів, стічних вод, виливів та інших відходів промислового виробництва;

- паливо, одержане з нафти і газового конденсату нафтових, газових та газоконденсатних родовищ непромислового значення та вичерпаних родовищ, з важких сортів нафти та природних бітумів, якщо це паливо не належить до традиційного виду.

До альтернативних видів газового палива належать:

- газ (метан) вугільних родовищ, а також газ, одержаний у процесі підземної газифікації та підземного спалювання вугільних пластів;

- газ, одержаний під час переробки твердого палива (кам'яне та буре вугілля, горючі сланці, торф), природних бітумів, важкої нафти;

- газ, що міститься у водоносних пластах нафтогазових басейнів з аномально високим пластовим тиском, в інших підземних газонасичених водах, а також у газонасичених водоймищах і болотах;

- газ, одержаний з природних газових гідратів, та підгідратний газ;

- біогаз, генераторний газ, інше газове паливо, одержане з біологічної сировини, у тому числі з біологічних відходів;

- газ, одержаний з промислових відходів (газових викидів, стічних вод промислової каналізації, вентиляційних викидів, відходів вугільних збагачувальних фабрик тощо);

- стиснений та зріджений природний газ, зріджений нафтовий газ, супутний нафтовий газ, вільний газ метан, якщо вони одержані з газових, газоконденсатних та нафтових родовищ непромислового значення та вичерпаних родовищ і не належать до традиційних видів палива.

Бензин: основні характеристики і марки

Бензин є одним з основних видів карбюраторного палива. Він являє собою суміш легких ароматичних, нафтенових і парафінових вуглеводнів. До складу бензину входять вуглець (85 %) і водень (близько 15 %), а також кисень, азот та сірка. Бензин — безбарвна чи трохи жовтувата рідина з характерним запахом, щільністю 0,7 – 0,8 г/см3. Температура його спалаху нижче – 40 °С, застигання — нижче – 60 °С. Бензин застосовується також як розчинник жирів, смол і інших матеріалів. Основну частину бензину одержують прямою перегонкою і каталітичним крекінгом. Властивості автомобільних бензинів характеризуються теплотою згорання, детонаційною стійкістю, фракційним складом, хімічною стабільністю, вмістом сірки та інших шкідливих домішок.

Здатність палива протистояти детонаційному згоранню називається детонаційною стійкістю і характеризується октановим числом. Чим вище октанове число, тим більше може бути стиснута в циліндрі пальна суміш.

Маркування: промисловість випускає автомобільні бензини марок А-72, А-76, АИ-93, АИ-98. У марці бензину буква «А» показує, що він автомобільний, а цифра — мінімальне октанове число. У бензинах А-72 і А-76 октанове число (72 і 76) установлено моторним методом, а в бензинах АИ-93 і АИ-98 друга буква «И» показує, що октанове число (93 і 98) установлено дослідницьким методом.

Пальне для авіаційних двигунів, що експлуатуються в різних режимах: звичайному (крейсерському) і форсованому (режимі злету літака), повинно зберігати свою стійкість як на бідних, так і на багатих сумішах. Детонаційна стійкість авіаційного бензину при роботі на бідній суміші оцінюється октановим числом, а при роботі на багатій суміші — сортністю.

Фракційний склад є важливим показником якості бензину та його випаровуваності, тобто здатності переходити з рідкого в газоподібний стан. Від випаровуваності палива залежать утворення пальної суміші, тривалість прогріву і легкість пуску двигуна.

Промисловістю випускаються сезонні (літні і зимові) автомобільні бензини. Для бензину зимового виду температура викіпання 10% палива має бути не більше 55°С, а літнього виду — не більше 70°С.

Хімічна стабільність характеризується стійкістю бензину до окислювання, смоло- і нагароутворення та інших хімічних змін у двигуні, залежить від фракційного складу і вмісту смол та смолоутворюючих речовин.

Вміст смол установлюється спеціальними стандартами і для різних марок бензину не повинен перевищувати 7–15 мг/100 мл.

Дизельне паливо, його властивості та маркування

Дизельне паливо, як і бензин, являє собою суміш парафінових, нафтенових і ароматичних вуглеводів і є продуктом прямої перегонки нафти з додаванням (не більш 20%) компонентів каталітичного крекінгу. Щільність дизельного палива 0,79— 0,97 г/см3, температура спалаху 35—80°С, температура помутніння для літніх сортів не вище -5°С, а для зимових — від -25 до -30°С. Температура застигання повинна бути на 5—10°С нижча температури помутніння. Дизельне паливо використовується в двигунах, установлених на великовантажних автомобілях, тракторах і дорожніх машинах, на водному і залізничному транспорті, у різних енергетичних установках і випускається двох видів: легке, малов'язке паливо — для швидкохідних дизелів і важке, високов'язке паливо — для тихохідних дизелів.

Дизельне паливо, на відміну від карбюраторного, містить більш важкі фракції вуглеводнів: газові, газойлеві і солярові, які не схильні до детонації. Фізикохімічні властивості дизельного палива характеризуються теплотою згорання, займистістю, фракційним складом і температурою спалаху, в'язкістю, температурою помутніння, початку кристалізації і застигання, вмістом сірки й інших шкідливих домішок. Для реактивних авіаційних двигунів як паливо використовується гас і лігроїн прямої перегонки нафти, а також газойлеві фракції дистилятів окремих нафт із продуктами вторинного походження і прямогонні дистиляти.

Один з основних показників якості дизельного палива є загорання, що характеризує здатність палива займатися без джерела запалювання й оцінюється цетановим числом. Температура самозапалювання дизельного палива знижується зі збільшенням цетанового числа.

Маркування: у залежності від умов застосування промисловість випускає дизельне паливо трьох марок: Л (літнє) — для експлуатації при температурі навколишнього повітря 0°С і вище; З (зимове) — для експлуатації при температурі навколишнього повітря — 20°С і вище; А (арктичне) — для експлуатації при температурі навколишнього повітря — 50°С і вище. Норма цитанового числа для всіх трьох марок дизельного палива встановлена не менше 40. За вмістом сірки дизельні палива поділяються на види: І — не більше 0,2% і II — не більше 0,5% (для марок А — не більше 0,4%). У маркірування палива Л входять вміст сірки і температура спалаху; палива 3 — вміст сірки і температура застигання; палива А — вміст сірки.

Мазут. Основні властивості, марки і застосування

Мазут – найбільш розповсюджений вид котельно-пічного палива. Його одержують як у процесі прямої перегонки нафти, так і при крекінгу нафтопродуктів — це залишки після відгону з нафти бензину, гасу, фракцій дизельного палива. Використовується на залізничному транспорті, у хімічній промисловості як сировина й в інших галузях народного господарства, а також для забезпечення населення, дрібних комунально-побутових і сільськогосподарських підприємств.

Найважливішими характеристиками мазуту є теплота згорання, в'язкість, температура застигання, щільність, температура спалаху, зольність, вміст сірки й інших домішок. Основним показником якості мазуту при його маркіруванні є в'язкість, що визначає умови заповнення і зливу з ємкостей, транспортування по трубопроводах, подавання в топковий простір печей й т. ін. В'язкість мазуту залежить від температури, щільності, смолистості.

Маркування: нафтопереробною промисловістю виробляється кілька марок мазутів, які використовуються як паливо: флотські Ф-5 і Ф-12, топкові 40 і 100. Цифри, що входять у марки (5, 12, 40, 100), вказують на максимальну в'язкість при температурі 50°С в одиницях умовної в'язкості. Мазути Ф-5 і Ф-12 (легке па­ливо) застосовуються в суднових котлових установках, 40 (середнє паливо) і 100 (важке паливо) — як масове паливо у всіх котлових і нагрівальних установках загального призначення. Мазути марок 40 і 100 за вмістом сірки підрозділяються на малосірчисті, сірчисті і високосірчисті.

Паливо для мартенівських печей поставляється марок МП — малосірчисте і МПС — сірчисте. Газотурбінне паливо виробляється двох марок: ТГ — звичайне і ТГВК — вищої категорії якості, а паливо пічне побутове випускається марки ТПБ.

Питання до самоконтролю:

1. Дайте визначення паливу, та перелічте його різновиди.

2. Що являє собою бензин? Які його основні характеристики і марки?

3. Що таке дизельне паливо, його властивості та маркування?

4. Що таке мазут? Назвіть основні властивості його, марки і застосування.