авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |

Аль мажид закономерности изменения физико-химических свойств бензинов при их эксплуатации и хранении в подземных хранилищах сирийской арабской республики

-- [ Страница 2 ] --

6. Впервые выявлены закономерности и созданы параметрические уравнения и матмодели по распределению в слоях бензина по глубине их расположения в подземных хранилищах САР: плотности, МОЧ и ИОЧ, изменения температур выкипания узких фракций, содержание смол и сернистых соединений, изменение химического состава. Практически по матмоделям можно прогнозировать текущие значения перечисленных выше параметров и определять методы повышения качества бензинов.

Особо важное практическое значение приобрели исследования по созданию композиционной многофункциональной присадки 0011.

Введение присадки в количестве 0,050,1 мас.% в бензин повышает эффективность работы как стендового двигателя внутреннего сгорания, так и двигателей реальных автомобилей. При работе ДВС на таком бензине снижается расход топлива, выхлопы СО и УВ, повышается мощность двигателя и его КПД.

По результатам экспериментальных и теоретических исследований в рамках Центральной лаборатории компании «Sadcop» в 2007-2009 г.г. создан новый ГОСТ-3506/2010 на применение нового товарного бензина под маркой «OCTAN -95 », качество которого соответствует стандарту ЕВРО-4. Присадка 0011 была утверждена Правительственной комиссией для производства товарных бензинов на нефтеперерабатывающих заводах в городах Хомсе и Баниасе САР, начиная с 2009 года.

Личный вклад автора включает:

1. Формирование основных идей по исследованию закономерностей изменения физико-химических параметров бензинов без присадок и с присадками. Разработку методов создания математических моделей для описания свойств бензинов и влияние на их свойства присадок.

2. Формирование идеи по изучению закономерностей изменения свойств товарных бензинов от времени и от средней годовой температуры в пяти регионах САР, а также идеи по изучению распределения свойств бензинов по глубине расположения их слоев в резервуарах САР и создание математического описания этих свойств.

3. Создание композиционной присадки для повышения качества бензинов с целью улучшения работоспособности ДВС при применении бензинов, в которые можно добавлять эту присадку. Изучение закономерностей работы ДВС на бензинах с присадкой и без присадки.

4. Разработку рекомендаций по использованию бензинов с композиционной присадкой в САР с созданием ГОСТ №3506/2010 на производство бензинов с присадкой.

5. Обобщение результатов опытных и теоретических исследований и формулирование выводов.

Апробация результатов диссертации

Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных конференциях.

1. Седьмой НТК «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России», Москва, 2007 г.

2. 4-ой международной НТК «Углеводородные дисперсные системы. Глубокая переработка нефти», Москва, 2008 г.

Публикации

По результатам работы опубликована 1 монография, 8 статей в рецензируемых научно-технических журналах и сборниках, 2 доклада, тезисы докладов.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, общей характеристики работы, девяти глав, заключения, выводов, списка использованных источников и приложения. Работа изложена на 282 страницах машинописного текса, включая 73 таблицы, 81 рисунка. Библиография содержит 205 литературных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновываются основные направления развития работ по исследованию качества бензинов до хранения и при их хранении в подземных хранилищах разных стран, с целью выявления закономерностей изменения качества бензинов без присадок и с присадками.

Первая глава посвящена анализу литературных материалов с обсуждением типов бензинов, закладываемых на хранение, приведены некоторые простейшие эмпирические математические описания отдельных свойств бензинов и формулируются цели диссертации.

Во второй главе обсуждаются структуры подземных хранилищ и приведен наиболее простой генеральный план расположения оборудования на поверхности, возле подземных хранилищ. Представлена конструкция типового подземного хранилища товарных бензинов в Сирийской Арабской республике.

Третья глава содержит описание инструментальных методов ASTM, применяемые для анализа состава и свойств товарных бензинов, в Центральной исследовательской лаборатории САР в г. Дамаске. К ним относятся: установки для разгонки нефтей и нефтяных фракций, определение температур вспышки и содержание воды в нефтепродуктах, определение октановых чисел, анилиновой точки, плотности, коррозии на медь, фактических смол, показателя преломления, индукционного периода, температур помутнения. Описан хроматографический метод определения группового химического состава бензинов.

Глава четвертая посвящена анализу качества автомобильных бензинов в Российской Федерации и Сирийской Арабской республике. Качество товарных автомобильных бензинов связано со многими параметрами, к которым относятся: качество исходной нефти, газового конденсата и их смесей, способов их переработки с выделением бензиновых фракций и их переработки в термокаталитических процессах. Описаны физико-химические свойства бензинов: химсостав, , температуры выкипания, МОЧ и ИОЧ. На величину МОЧ и ИОЧ бензиновых фракций значительное влияние оказывают: содержание в них суммы ароматических и изопарафиновых углеводородов, гидропероксидов, влаги и октанповышающих присадок; показывается, что экспериментально МОЧ и ИОЧ определяют на одноцилиндровом двигателе с переменной степенью сжатия или рассчитывают с помощью эмпирических уравнений. За рубежом МОЧ и ИОЧ (в САР) определяют по методам ASTM-Д 2700 для МОЧ и ASTM-Д 2699 для ИОЧ. Экспериментально МОЧ и ИОЧ определяют с точностью 0,5 единиц. В литературе описано значительное число эмпирических уравнений для расчета МОЧ и ИОЧ.

В настоящей работе автором создано несколько оригинальных параметрических уравнений, связывающих МОЧ и ИОЧ с разными параметрами товарных бензинов на основе теоретического подхода. Одно из уравнений в форме математической модели связывает МОЧ с плотностью БФ:

, (1)

где ,-текущее и начальное значение плотности узких бензиновых фракций.

Практически величины МОЧ и ИОЧ бензиновых фракций определяются содержанием в них ароматических углеводородов. Причем МОЧ и ИОЧ изопарафиновых углеводородов близко к МОЧ и ИОЧ АрУВ. Поэтому в работе было создано параметрическое уравнение, которое включает в своем составе только концентрацию АрУВ.

Уравнения было получено в такой форме:

, (2)

где k – коэффициент.

Проверка адекватности уравнения (2) опытной закономерности МОЧ=f(САр) представлена в таблице 1.

Таблица 1 Обработка опытных данных по уравнению (2)

, опыт k, МОЧ kср, МОЧ , расчёт
13,9 0,626 22,2 21,48 13,30
23,2 1,033 22,4 21,94
28,9 1,379 20,9 29,28
34,2 1,730 19,8 36,74
42,2 2,03 20,9 42,10

По данным таблицы 1 матмодель представлена в такой форме:

, (3)

где САр определяется в долях. Отклонение расчетных МОЧ от опытных величин не превышает 0,5 единиц.

Октановое число бензинов снижается с увеличением в нем содержания гидропероксидов углеводородов. Зависимость МОЧ от концентрации гидропероксидов углеводородов в бензиновой фракции представлена параметрическим уравнением линейно-квадратичного вида:

, (4)

где начальная величина МОЧ0 зависит от марки бензина.

Следовательно, ГПУВ вызывают детонацию в топливо-воздушной смеси в ДВС при их сгорании, снижая значение МОЧ. При накоплении воды в бензине МОЧ и ИОЧ бензинов линейно увеличиваются в пределах изменения концентрации воды от 0 до 40 мас.%. Эта зависимость была представлена параметрическим уравнением линейного вида:

, (5)

, (6)

где k1= 0,18; k2= 0,15 ( мас. %)-1.

В заключительной части сравниваются качества товарных бензинов, используемых для автотранспорта в Российской Федерации и Сирийской Арабской республике. Бензины в САР имеют более низкую плотность и более низкую температуру конца кипения. Содержание серы в них не превышает 0,05 мас. % и АрУВ -до 45 мас. %. ИОЧ составляет 90-92 единицы. Для повышения качества товарных бензинов, которые выгружают из подземных хранилищ САР, автор предлагает вводить в их состав композиционную присадку марки 0011. По качеству такой товарный бензин соответствует марке EВРО-4.

В пятой главе представлена классификация присадок на основе публикаций А.М. Данилова, известного специалиста в области синтеза и применения присадок.

В данной работе классификация присадок дополнена, выделением из неё двух особых групп. Первую группу составляют индивидуальные присадки или их смеси, улучшающие качество товарных бензинов и работу ДВС. К ним относятся октаноповышающие, каталитические, моющие, антифрикционные, антинагарные и нагароочищающие присадки и некоторые другие.

Ко второй группе относятся присадки, сохраняющие качество товарных бензинов при длительном их хранении в резервуарах. К ним можно отнести антиокислительные, антистатические, коагулянты, антикоррозионные и другие присадки.

В работе значительное внимание уделено выявлению закономерностей влияния на МОЧ и ИОЧ бензинов аминных соединений, а также соединений, синтезируемых на основе ферроцена и марганца, Fe(CO5), соединений других металлов. В лаборатории «Промышленная кинетика и катализ» были выявлены закономерности изменения МОЧ бензинов при повышении в их составе концентрации присадки – диэтилферроцена. Результаты по повышению МОЧ бензинов с добавкой диэтилферроцена представлены на рис. 1.

 Влияние концентрации-14

Рисунок 1 -

Влияние концентрации диэтилферроцена на повышение МОЧ прямогонных бензиновых фракций, выделенных из газовых конденсатов: с содержанием АрУВ масс.%: 1-10,9 – 2 – 13,9, 3 –16,4

Из рис. 1 следует, что содержание ароматических УВ в бензинах меняется в пределах от 10 до 16 мас. %, что определяет приёмистость их к присадке. При добавке к этим БФ диэтилферроцена в пределах от 0,01 до 0,1 мас. % МОЧ растёт по гиперболической кривой и достигает предельной величины уже при добавке 0,05 мас. % ДАФ. Повышение ОЧ достигает 6,7 пункта для БФ №1, 6, 4 пункта для БФ №2 и 6,0 пункта для БФ №3. Следовательно, с повышением содержания АрУВ в бензине его приёмистость к ДАФ снижается. При высоких концентрациях присадки в бензине происходит, вероятно, самоингибирование молекул ДАФ друг друга в процессе горения топливно-воздушных смесей в ДВС. Действие ДАФ при высоких концентрациях на БФ переходит в разряд «скрытых» параметров. В смеси с другими присадками ДАФ проявляет синергетический эффект.

Синергетический эффект проявляет бинарная смесь ферроцена и циклопентадиенилникельнитрозила, которая повышает МОЧ на 25% относ., смесь циклопентадиенилтрикарбонилмарганца (ЦТМ) и ароматических аминов, а также смеси металлорганических соединений с эфирами, полиэфирами, кетонами и другими соединениями.

Параметрическое уравнение, характеризующее данные, приведенные на рисунке 1, описывается в интегральной форме уравнением логарифмического типа:

(7)

где а=2,33; 2,30 и 2,31, для бензинов N1, N2 и N3.

Численные значения МОЧ, определенные опытно, совпадают с МОЧ, рассчитанными по уравнению (7), что показано в таблице 2 для прямогонных бензинов №1, №2 и №3.

Таблица 2-

Расчет МОЧ-МОЧо по параметрическому уравнению(7)

С, масс.% №1 №2 №3
Опытное Расчетное Опытное Расчетное Опытное Расчетное
0,04 3,2 3,2 3,0 3,1 4,4 4,3
0,12 4,2 4,2 4,6 4,3 4,8 4,9
0,20 6,03 6,03 5,3 5,6 5,8 5,7

Можно отметить, что с повышением содержания АрУВ в бензине величина константы k снижается. Следовательно, константа k отражает природу бензиновой фракции.

В диссертации обсуждены состав и свойства антинагарных и нагароочищающих, моющих, антидымных, антисажевых и антиокислительных присадок.

При работе ДВС и при сгорании топливо-воздушных смесей при увеличении нагрузок на двигатель увеличивается содержание сажи в выхлопных дымовых газах. Графически эта закономерность следует экспоненциальной кривой. Согласно этой опытной зависимости содержание сажи в дымовых газах было представленомоделью, которая связывает выход сажи с нагрузкой на ДВС:

, (8)

Она адекватна опытной закономерности. Было установлено, что при введении антисажевой присадки в бензин величина k понижается с увеличением концентрации присадки. В этой же главе отмечается, что при перекачке или при хранении бензинов в резервуарах в них со временем накапливается статическое электричество в количестве до 103 См/м, как показано на рисунке 2. При разряде накопленного в бензине электричества может возникать искра, которая даже при наличии заземления резервуара, может привести к взрыву воздушно-бензиновой смеси. Статическое электричество можно понизить до безопасного уровня с помощью антистатической присадки, которую вводят в бензин.

Закономерность понижения заряда со временем, в присутствии присадки, представлена на рис. 2.

Рисунок 2

Влияние времени хранения бензина, содержащего 0,005 мас. % антистатической присадки, на проводимость бензиновой фракции

В присутствии присадки в бензине растет проводимость за счет переноса заряд из объема к стенкам резервуара. На стенках происходит разряд заряженных частиц, что понижает электропроводимость, а, следовательно, уровень накопленного заряда в бензине.

Закономерность понижения , представленная на рис. 2, была выражена кинетическим уравнением первого порядка по и С, что представлено математической моделью полулогарифмического вида:

ln0 = ln + 0,45, (9)

где 0,45 = k c = k.

Это уравнение адекватно опытной закономерности. Опытные точки укладываются на линию, рассчитанную по уравнению (9).

Изменение удельной проводимости бензина с изменением концентрации антистатической присадки описывается параметрическим уравнением такого типа:

, (10)

Это уравнение с высокой точностью отражает опытную зависимость = f (Сприс), что также определяет адекватность уравнения опытам. Эти уравнения представляют особую важность при необходимости определения количества накопленного статического электричества в подземных резервуарах САР. Достаточно только определить 0 и дальнейшее снижение рассчитывается по формулам (9) и (10).

Для подтверждения адекватности уравнения (9) опытной зависимости были проведены расчёты, которые приведены в таблице 3.

Таблица 3 -

Снижение проводимости бензина с антистатической

присадкой, с=0,00028%

Время хранения, сут. 103, См/м
0 15,0 0,45
0,5 11,8 1,271 0,480 0,43
1,0 9,6 1,562 0,892 0,45
1,5 6,6 2,272 1,642 0,52
2,0 6,0 2,50 1,832 0,45
2,5 5,4 2,777 2,043 0,50
3,0 4,8 3,125 2,278 0,39
3,5 3,2 4,687 3,089 0,45
4,0 2,8 5,357 3,356 0,42


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.