Materiałoznawstwo

Uniwersytet Łódzki

dr Leszek Margielewski

Klasyfikacja ciekłych paliw

R

ODZAJ SILNIKA

R

ODZAJ PALIWA

S

ILNIKI WEWNĘTRZNEGO SPALANIA

(

TŁOKOWE

)

O ZAPŁONIE ISKROWYM

(ZI)

BENZYNY SAMOCHODOWE

BENZYNY LOTNICZE

S

ILNIKI WEWNĘTRZNEGO SPALANIA

(

TŁOKOWE

)

O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM

(ZS)

O

LEJE NAPĘDOWE

(

DO SILNIKÓW SZYBKOOBRO

-

TOWYCH

)

PALIWA DO SILNIKÓW WOLNOOBROTOWYCH

S

ILNIKI ODRZUTOWE

NAJCZĘŚCIEJ NAFTA LUB PALIWO SPECJALNE

T

URBINY GAZOWE

PALIWA DO TURBIN GAZOWYCH

S

ILNIKI CIEPLNE ZE SPALANIEM

ZEWNĘTRZNYM

(

INSTALACJE KOTŁOWE

)

O

LEJE OPAŁOWE

Klasyfikacja eksploatacyjnych właściwości

ciekłych paliw

●

Właściwości eksploatacyjne paliw to przede wszystkim te, które określają jakość
procesu spalania w silniku cieplnym lub instalacji kotłowej, ale również zbiór
wszystkich cech, które pozwalają ocenić zachowanie się paliwa w czasie
magazynowania, dystrybucji i transportu.

●

Do całościowej oceny eksploatacyjnej jakości paliw ciekłych służą następujące
wskaźniki:

–

jakość eksploatacyjna

–

zachowanie się paliwa w silniku

–

zachowanie się paliwa w czasie magazynowania, dystrybucji i transportu

–

własności ekologiczne

Klasyfikacja eksploatacyjnych właściwości

ciekłych paliw

●

Jakość eksploatacyjna:

–

zdolność do parowania i tworzenia z powietrzem mieszanki

–

jakość procesu spalania mieszanki w silniku

●

Zachowanie się paliwa w silniku:

–

własności przeciwzużyciowe ujawniane w pompach i parach precyzyjnych

–

skłonność do tworzenia osadów w komorach spalania, układach paliwowych, zaworach ssących i
wydechowych, urządzeniach wtryskowych i gaźnikowych

–

aktywność korozyjna w stosunku do metali i destrukcyjny wpływ na elastomery uszczelnień

–

własności chłodzące (wtedy, gdy paliwo pełni rolę chłodziwa w stosunku do oleju smarowego ulegając
wstępnemu podgrzaniu)

●

Zachowanie się paliwa w czasie magazynowania, dystrybucji i transportu:

–

podatność na przetłaczanie w układach paliwowych silnika, układach transportowych, zaworach
ssących i wydechowych, urządzeniach gaźnikowych

–

stabilność fizyczna, chemiczna i biologiczna podczas magazynowania i transportu

●

Własności ekologiczne charakteryzujące oddziaływanie paliw i produktów ich spalania na
człowieka i przyrodę:

–

produkty spalania

–

zagrożenia dla środowiska w przypadku niezamierzonego uwolnienia

Charakterystyka ropy naftowej

●

Ropa naftowa jest ciekłą kopaliną, której głównymi składnikami są węglowodory: alifatyczne,
naftenowe, aromatyczne oraz związki heteroorganiczne obejmujące organiczne połączenia
siarki, tlenu i azotu.

●

Przeciętny skład ropy naftowej:

●

Własności ropy naftowej:

P

IERWIASTEK

Z

AWARTOŚĆ PROCENTOWA

(

M

/

M

)

WĘGIEL

80.5–87.5

WODÓR

9.8–14.8

TLEN

0.05–2.0, (

DO

6.9)

AZOT

0.01–1.0, (

DO

2.35)

SIARKA

0.1–7.5

FOSFOR

,

ARSEN

,

WANAD

,

NIKIEL

,

ŻELAZO

,

SÓD

<0.03

P

ARAMETR

J

EDNOSTKA

W

ARTOŚĆ

GĘSTOŚĆ

G

/

CM

3

0.72–1.00

GĘSTOŚĆ ROPY LEKKIEJ

G

/

CM

3

0.72–0.87

GĘSTOŚĆ ROPY CIĘŻKIEJ

G

/

CM

3

0.87–1.00

L

EPKOŚĆ KINEMATYCZNA

MM

2

/

S

0.7–600

L

EPKOŚĆ KINEMATYCZNA PRZECIĘTNIE

MM

2

/

S

2.5–10

Składniki ropy naftowej

●

węglowodory nasycone: alkany (parafiny), związki pierścieniowe
(cykloalkany nafteny)

●

węglowodory alkilo-aromatyczne

●

węglowodory aromatyczne

●

węglowodory nienasycone (olefiny)

●

związki heteroorganiczne

Węglowodory nasycone

●

Węglowodory parafinowe:

–

pojedyncze wiązania węgiel–węgiel

–

szereg homologiczny C

n

H

2n+2

●

zależność stanu skupienia od liczby atomów węgla w cząsteczce:

–

gazy: 1–4

ciecze: 5–16
ciała stałe: powyżej 17

●

różnice pomiędzy właściwościami w zależności od budowy (obecności rozgałęzień):

–

występowanie różnic:

●

lepkość
prężność par
odporność na utlenienie
odporność na spalanie stukowe

–

brak różnic:

●

gęstość
współczynnik załamania światła
ciepło spalania

Węglowodory nasycone cykliczne

●

Węglowodory naftenowe

–

pojedyncze wiązania węgiel–węgiel, budowa cykliczna

–

szereg homologiczny C

n

H

2n

●

posiadają w stosunku do alkanów:

–

większą gęstość

wyższe temperatury wrzenia
niższe ciepło spalania

●

udział ich wzrasta wraz ze wzrostem masy cząsteczkowej po czym ponownie spada w
przypadku frakcji najwyżej wrzących

●

stanowią sumarycznie 40–75% masy ropy naftowej

Węglowodory aromatyczne

●

Węglowodory aromatyczne:

–

stabilne w wysokich temperaturach

–

mogą posiadać skondensowane pierścienie aromatyczne

–

do pierścieni aromatycznych przyłączone najczęściej są podstawniki alkilowe

●

Węglowodory naftenowo-aromatyczne:

–

zawarte w destylatach:

●

olejów smarowych

●

w niewielkim stopniu w oleju napędowym

–

przeciętnie zawierają cztery podstawniki:

●

w tym jeden długi zwykle n-parafinowy oraz

●

pozostałe krótkie (przeważnie metylowe, rzadziej etylowe)

–

Przykładem prostych pochodnych mogą być:

●

acenaften, fluoren, indan, tetralina, fenylocykloheksan

ACENAFTEN C

12

H

10

FLUOREN C

13

H

10

INDAN C

9

H

10

TETRALINA C

10

H

12

FENYLOCYKLOHEKSANC

12

H

16

Węglowodory nienasycone

●

występowanie przynajmniej jednego wiązania podwójnego

●

duża reaktywność

●

podatność na utlenianie

●

skłonność do polimeryzacji

●

występują w ropie raczej sporadycznie

●

obecność ich jest niekorzystna ze względu na obniżenie odporności na utlenianie i stabilności
termicznej

Związki heteroorganiczne

●

Siarka występuje w około 200 związkach, które można podzielić na następujące klasy
związków:

–

kwaśnych w temperaturze pokojowej

●

siarkowodór

●

merkaptany

–

obojętnych w niskich temperaturach, ale rozkładających się do produktów kwaśnych w
podwyższonych

●

alifatyczne siarczki i disiarczki

–

cykliczne związki siarki stabilne termicznie

●

tiofany

●

tiofeny

●

nasycone siarczki wielopierścieniowe do 7 pierścieni w cząsteczce

●

Związki azotowe:

–

gromadzą się głównie (70% sumarycznej ilości azotu) w pozostałości próżniowej oraz
wysokowrzących destylatach olejów smarowych (związkach żywiczno-asfaltowych)

–

związki obojętne i zasadowe

●

Związki tlenowe:

–

podstawowa grupa związków tlenowych to kwasy karboksylowe, naftenowe, naftenowo-

aromatyczne

–

gromadzą się głównie (90% sumarycznej ilości tlenu) w związkach żywiczno-asfaltowych

–

pozostała ilość (10%) zawarta jest w postaci kwasów naftenowych i tłuszczowych oraz
alkoholach i fenolach

TIOFAN C

4

H

8

S

S

TIOFEN C

4

H

4

S

S

Związki żywiczno-asfaltowe

●

Najważniejsza grupa niewęglowodorowych składników ropy naftowej.

●

Najwyżej cząsteczkowe połączenia o najbardziej złożonej budowie chemicznej
z reguły nie przechodzą do destylatów i stanowią pozostałość próżniową.

●

Wykorzystywane przy produkcji asfaltów

●

Żywice asfaltowe:

–

ciemnobrunatne plastyczne masy o średnim ciężarze cząsteczkowym 600÷1300.

–

zawartość żywic w asfaltach ponaftowych wynosi od 30% do 40%

–

składają się ze skondensowanych pierścieni aromatycznych, połączonych krótkimi
alifatycznymi mostkami, mającymi kilka alifatycznych lub cyklicznych rodników

–

żywice zwiększają ciągliwość i plastyczność asfaltu.

●

Asfalteny:

–

twarde nietopliwe substancje o średnim ciężarze cząsteczkowym 1600÷2 000 000.

–

charakterystyczną cechą budowy asfaltenów jest obecność:

●

policyklicznych skondensowanych pierścieni aromatycznych, heterocyklicznych i
naftenowych oraz

●

krótkich podstawników alifatycznych

Struktura asfaltenów

Przerób ropy naftowej

●

Wydobycie z ropy naftowej cennych półproduktów związane jest z zastosowaniem
różnorodnych operacji technologicznych. Najważniejszą i najszerzej stosowaną jest
destylacja.

●

Destylacja, czyli rozdział mieszaniny węglowodorów o różnym składzie i różnej
lotności na frakcje wrzące w różnych temperaturach.

●

Destylacja nie zmienia budowy chemicznej związków zawartych w ropie naftowej i
dlatego mówimy, że jest to proces zachowawczy.

●

Składniki ropy naftowej wrzące pod ciśnieniem atmosferycznym to:

–

benzyna lekka

40–160°C

benzyna ciężka

160–215°C

nafta

200–300°C

olej napędowy

200–375°C

mazut

●

Pozostałość atmosferyczna czyli mazut jest surowcem wyjściowym do przerobu ropy
naftowej pod zmniejszonym ciśnieniem.

Przerób ropy naftowej pod zmniejszonym

ciśnieniem

●

Składniki ropy naftowej wrzące pod zmniejszonym ciśnieniem to:

–

próżniowy olej napędowy
frakcja A (destylat lekki)
frakcja B (destylat ciężki)
gudron

●

Pozostałość próżniowa czyli gudron po zmieszaniu z destylatami A i B przechodzi
cały szereg procesów oczyszczających, po zakończeniu których otrzymuje się
smarowe oleje bazowe.

●

Uzysk poszczególnych frakcji ropy naftowej w wyniku zastosowania procesów
zachowawczych:

–

benzyny

10–15%

nafty

15–20%

olej napędowy

15–20%

mazut

około 50%

gudron

15–17%

Przerób niezachowawczy ropy naftowej

●

Oleje próżniowe (frakcja A i B) w rafineriach nastawionych na uzysk benzyn
poddawany jest procesom rozkładowym na związki lżejsze. Proces ten nazywa się
krakingiem (krakowaniem). Kraking termiczny, kraking katalityczny, hydrokraking.

●

Kraking jest procesem rozkładowym, niezachowawczym, w jego wyniku powstają
nowe związki chemiczne, między innymi węglowodory nienasycone.

●

Proces krakowania można określić jako wtórny proces przeróbki ropy naftowej.

●

Produkty krakingu są selekcjonowane (za pomocą destylacji) na odpowiednie frakcje
i mogą być dodawane do benzyn, nafty lub oleju napędowego.

●

Część produktów ma charakter gazowy i wtedy poddaje się je procesom "scalającym"
takim jak polimeryzacja lub izomeryzacja, alkilowanie czy reformowanie po czym
dodaje się do benzyn.

●

Zarówno frakcje paliwowe uzyskane z destylacji atmosferycznej, jak i będące efektem
krakingu, wymagają jeszcze pewnych zabiegów oczyszczających i
uszlachetniających, zanim staną się pełnowartościowym paliwem.

●

Reformowanie jest procesem uszlachetniającym paliwo między innymi poprzez
cyklizację węglowodorów łańcuchowych, aromatyzację oraz poprzez izomeryzację,
czyli przekształcanie normalnych węglowodorów parafinowych w izoparafiny.

●

Zabiegi te nie zwiększają ilości paliwa, poprawiają natomiast jego jakość.

lekki olej napędowy i

opałowy dieslowski olej

napędowy i opałowy

gaz suchy

LPG

benzyna

Destylacja

atmosferyczna

Destylacja

próżniowa

UPROSZCZONY

SCHEMAT

PROCESÓW

RAFINERII
NAFTOWEJ

gaz, benzyna, lekki

olej napędowy i

opałowy ciężki olej

napędowy i opałowy

ropa
naftowa

Próżniowy olej
gazowy

Pozostałość po

destylacji
próżniowej

Hydrokraking

Kraking katalityczny

Odasfaltowanie

propanem

asfalt

destylat lekki

destylat ciężki

Hydro-

rafinacja

wodorem,

ekstrakcja

furfurolem

Odparafi-

nowanie

Di-Me

Olej pozostałościowy
po odasfaltowaniu
rozpuszczalnikiem

Ekstrakt
rozpuszczal
nikowy

destylat lekki
destylat ciężki

olej pozostałościowy

Gacz parafinowy

gaz

eter naftowy

benzyna

olej gazowy

kerozyna

destylaty średnie

alkilacja

reforming

procesy

wodorowe

HON

kraking

katalityczny

gaz suchy +LPG
benzyna frakcja

aromatyczna

hydroodsiarczanie

hydroodsiarczanie

hydroodsiarczanie

Pozostałość po
destylacji
atmosferycznej
(mazut)

destylat lekki

olej pozostałościowy

destylat ciężki

paliwo lotnicze

Historia benzyny

●

Typowe benzyny z lat 20-tych posiadały liczbę oktanową w zakresie 40 - 60.
Ponieważ siarka zawarta w benzynie wpływała negatywnie na działanie
podwyższania liczby oktanowej za pomocą czteroetylku ołowiu, zaczęto zmniejszać
jej zawartość w benzynach otrzymywanych z krakingu termicznego.

●

W latach 30-tych przemysł petrochemiczny określił, że węglowodory o długich
łańcuchach wywierają główny negatywny efekt na liczbę oktanową benzyn i ustalono
specyfikację benzyn.

●

W latach 40-tych wprowadzono kraking katalityczny i skład benzyny stał się ściśle
zgodny z określonymi zakresami.

●

W latach 50-tych rozpoczęto dalsze zmiany w konstrukcji silników, co zaowocowało
wzrostem otrzymywanego stopnia sprężania i wzrostem wymagań co do paliw
(wyższe liczby oktanowe). Wzrosła ilość oktanu, poziom ołowiu i prężności par,
natomiast spadła zawartość siarki i olefin.
Niektóre nowe procesy rafinacji (takie jak hydrokraking), zaprojektowano specjalnie
tak, aby przewidywać skład węglowodorów z odpowiednią zawartością czteroetylku
ołowiu i oktanu.

Historia benzyny

●

W 1970 r. wprowadzono benzynę bezołowiową by zabezpieczyć katalizatory gazów
wylotowych, które zostały wprowadzone w celu ochrony środowiska.

●

W latach 1970 - 90 benzyny były powoli zmieniane tak, by wyeliminować ołów,

–

kontrolowano poziomy ołowiu,

–

początkowo obniżono liczby oktanowe i potem pozostawiono je o 2-5 niższe,

–

podwyższono prężność par,

–

poziomy siarki i olefin pozostały stałe,

–

wzrosła zawartość aromatów.

●

W latach 80-tych zaczęto zwracać uwagę na poprawę bilansu energetycznego krajów
i zaczęto kierować się do używania paliw pochodzących z tzw. źródeł odnawialnych.
Zaowocowało to m/innymi tworzeniem tzw. paliw alternatywnych.

●

Zaczęto produkować benzyny z dodatkami alkoholi, a nawet zaczęto komponować
paliwa o zawartości alkoholu nawet do 95%.

●

W 1990 amerykański Clean Air Act zaczął forsować główne zmiany co do składu
benzyn, dające w rezultacie:

–

kontrolowanie prężności par

–

i wzrost poziomu utleniaczy (związków zawierających tlen).

●

Ponieważ przy dodawaniu etanolu do benzyny znacznie zmienia ona swoje własności
fizykochemiczne, opracowano nowy skład benzyny i nazwano je benzynami nowej
formuły.

Benzyny “stare” i nowej generacji

Parametr

Benzyna bazowa

Benzyna nowej formuły

Siarka
Benzen

Zawartość tlenu

2,0 -2,8 % (m/m)

Prężność par (RVP) [kPa]

max. 70

Redukcja do max. 60

max. 500 ppm

max. 100 ppm

max 5 % (V/V)

max 0,5 % (V/V)

Węglowodory
aromatyczne

max. 50% (V/V)

max. 25% (V/V)

max.2,8 % (m/m)

Benzyny

●

Jako paliwa do silników ZI stosuje się:

–

benzynę,

–

gaz płynny,

–

gaz ziemny,

–

lekkie produkty wtórnej przeróbki ropy i gazu (n-butan).

●

Podstawowymi komponentami benzyny samochodowej są frakcje:

–

z destylacji pierwotnej ropy naftowej,

–

reformowania katalitycznego

–

krakowania katalitycznego.

●

Komponowanie produktów handlowych powinno odbywać się z
uwzględnieniem takiego składu benzyny, który zapewniałby dobre i szybkie
odparowanie, bezdetonacyjne spalanie i stabilność chemiczną.

●

W skład benzyny nie mogą wchodzić związki chemiczne działające
korodująco na metale, jak też związki łatwo tworzące osady lub powodujące
zakłócenia pracy silnika.

Podstawowe komponenty benzyn

N

AZWA FRAKCJI

T

EMP

.

WRZENIA

[°C]

L

ICZBA OKTANOWA

BADAWCZA

U

WAGI DOTYCZĄCE ZASTOSOWANIA

N

-

BUTAN

0

95

S

KŁADNIK BENZYNY SAMOCHODOWEJ

I

ZOPENTAN

27

93

S

KŁADNIK BENZYNY LOTNICZEJ I SAMOCHODOWEJ

I

ZOOKTAN

111

100

S

KŁADNIK PALIW WYSOKOOKTANOWYCH

,

GŁÓWNIE

LOTNICZYCH

A

LKILAT

40-150

93-96

S

ZEROKO STOSOWANY DO PALIWA LOTNICZYCH

,

W

MNIEJSZYM STOPNIU DO SAMOCHODOWYCH

I

ZOMERYZAT

40-70

82-85

D

OBRY SKŁADNIK BENZYNY DO SILNIKÓW PRACUJĄCYCH W WYSILONYCH

WARUNKACH

R

EFORMAT

45-200

92-101

N

AJWAŻNIEJSZY SKŁADNIK BENZYNY

D

ESTYLAT ROPY

NAFTOWEJ

45-195

40-54

S

ZEROKO STOSOWANY DO PALIW NIŻEJ OKTANOWYCH

F

RAKCJA Z PROCESU

HYDROKRAKOWANIA

40-200

72-85

D

OTYCHCZAS NIE JEST SZEROKO STOSOWANA

F

RAKCJA Z PROCESU

KRAKOWANIA
KATALITYCZNEGO

40-200

72-85

S

ZEROKO STOSOWANY DO BENZYN

WYSOKOOKTANOWYCH

F

RAKCJA Z PROCESU

PIROLIZY

60-200

96-99

W

YSOKOOKTANOWY SKŁADNIK O MAŁYM ZNACZENIU

P

OLIMERYZAT

60-200

94-96

W

YSOKOOKTANOWY SKŁADNIK O MNIEJSZYM ZNACZENIU

Benzyny

●

Wymagania jakie spełniać muszą paliwa benzynowe:

–

zapewniać łatwe i szybkie tworzenie jednorodnej mieszani paliwowo-
powietrznej o odpowiedniej jakości:

●

gęstość, lepkość, skład frakcyjny, prężność par, brak skłonności do
tworzenia osadów żywicznych

–

zapewniać bezstukowe i ekonomiczne spalanie:

●

liczba oktanowa, wartość opałowa, brak skłonności do tworzenia nagaru

–

wykazywać trwałość w warunkach składowania, transportu i eksploatacji

–

nie działać korodująco na metale

–

nie zawierać zanieczyszczeń stałych ani wody

–

odznaczać się dostatecznie niską temperaturą zamarzania i nie
rozwarstwiać się w niskiej temperaturze.

Podstawowe parametry benzyn

W

SKAŹNIK

O

CENA WARTOŚCI UŻYTKOWEJ PALIWA

L

ICZBA OKTANOWA

PRAWIDŁOWOŚĆ PRZEBIEGU SPALANIA I SKŁONNOŚĆ DO DETONACJI

T

EMPERATURA

:

10%

ŁATWOŚĆ URUCHAMIANIA SILNIKA I ZDOLNOŚĆ DO TWORZENIA KORKÓW PAROWYCH

50%

SZYBKOŚĆ ODPAROWYWANIA PALIWA I SPRAWNOŚĆ PRACY SILNIKA

90%

I TEMPERATURA KOŃCA

DESTYLACJI

ILOŚĆ ZAWARTYCH W PALIWIE CIĘŻKICH

,

NIEODPAROWUJĄCYCH FRAKCJI

,

ZUŻYCIE

PALIWA I SKŁONNOŚĆ DO TWORZENIA NAGARU

P

RĘŻNOŚĆ PAR PALIWA

ŁATWOŚĆ URUCHAMIANIA SILNIKA I SKŁONNOŚĆ DO TWORZENIA KORKÓW PAROWYCH

Z

AWARTOŚĆ

:

CZTEROETYLKU OŁOWIU

KONIECZNOŚĆ ZACHOWANIA OSTROŻNOŚCI PRZY MANIPULACJACH Z BENZYNĄ

ŻYWIC

SKŁONNOŚĆ PALIWA DO TWORZENIA SMOLISTYCH OSADÓW

ZANIECZYSZCZEŃ MECHANICZNYCH

ZATKANIE DYSZ

,

ZWIĘKSZENIE ZUŻYCIA TULEI I PIERŚCIENI TŁOKOWYCH

WODY

(

W NISKIEJ TEMPERATURZE

)

PRZERWY W DOPŁYWIE PALIWA DO SILNIKA

,

OBLODZENIE

,

WZMOŻONA KONDENSACJA

O

KRES INDUKCYJNY

TRWAŁOŚĆ PALIWA I JEGO ODPORNOŚĆ CHEMICZNA W CZASIE SKŁADOWANIA I
TRANSPORTU ORAZ SKŁONNOŚĆ DO TWORZENIA OSADÓW W SILNIKU

B

ADANIE DZIAŁANIA KORODUJĄCEGO

I ZAWARTOŚĆ SIARKI

SKŁONNOŚĆ PALIWA DO KORODOWANIA CZĘŚCI SILNIKA

,

PRZEDWCZESNE ZUŻYCIE

Specyfikacje benzyny (ochrona środowiska) obowiązujące od 1 stycznia 2004.
Dyrektywa 2003/17/WE

Parametr

Jednostka

Min.

Maks.

Liczba oktanowa badawcza

95,0

–

Liczba oktanowa motorowa

85,0

–

Ciśnienie pary, okres letni

–

60,0

Destylacja:

–

- procent odparowania przy 100°C

% v/v

46,0

–

- procent odparowania przy 150°C

% v/v

75,0

–

Analiza węglowodorów:
- olefinowych

% v/v

–

18,0

- aromatycznych

% v/v

–

- benzenu

% v/v

–

1,0

Zawartość tlenu

% m/m

–

2,7

Związki tlenowe

% v/v

–

3,0

% v/v

–

5,0

% v/v

–

10,0

- alkohol butylowy trzeciorzędowy

% v/v

–

7,0

% v/v

–

10,0

% v/v

–

15,0

- Inne związki tlenowe

% v/v

–

10,0

Zawartość siarki

mg/kg

–

Zawartość siarki

mg/kg

–

Zawartość ołowiu

g/l

–

0,005

kPa

35,0

(42,0)

- metanol (muszą być dodane czynniki
stabilizujące)
- alkohol etylowy (mogą być konieczne
czynniki stabilizujące)

- alkohol izopropylowy % v/v - 10

- alkohol izobutylowy % v/v - 10

- etery zawierające pięć lub więcej atomów
węgla w cząsteczce

50,0

(150,0)

10,0

(2009)

Parametr; PN-EN ISO 4259:2002

Jednostka

Zakresy

minimum

maksimum

Badawcza liczba oktanowa, RON:

 

 

 

- benzyna bezołowiowa 95

 

95

–

- benzyna bezołowiowa 98

 

98

–

Motorowa liczba oktanowa, MON:

 

 

 

- benzyna bezołowiowa 95

 

85

–

- benzyna bezołowiowa 98

 

88

–

Zawartość ołowiu

mg/l

–

5

Gęstość (w temperaturze 15°C)

kg/m3

720

775

Zawartość siarki

mg/kg

–

Okres indukcyjny

minuty

360

–

Zawartość żywic obecnych (po przemyciu rozpuszczalnikiem)

–

5

klasa korozji

klasa 1

Wygląd

 

jasna i przezroczysta

Zawartość węglowodorów typu:

 

 

 

- olefinowego

%(V/V)

–

18

- aromatycznego

%(V/V)

–

35

Zawartość benzenu

%(V/V)

–

1

Zawartość tlenu

%(m/m)

–

2,7

Zawartość związków organicznych zawierających tlen:

 

 

 

- metanol, wymagany stabilizator

%(V/V)

–

3

- etanol, stabilizator może być potrzebny

%(V/V)

–

5

%(V/V)

–

10

%(V/V)

–

7

%(V/V)

–

10

- etery (z 5 lub więcej atomami węgla)

%(V/V)

–

15

- inne związki organiczne zawierające  tlen 3)

%(V/V)

–

10

Prężność par, VP
Destylacja:

 

 

 

- do temperatury 70°C odparowuje

%(V/V)

- do temperatury 100°C odparowuje

%(V/V)

46

71

- do temperatury 150°C odparowuje

%(V/V)

75

–

Temperatura końca destylacji

°C

–

210

Pozostałość po destylacji

%(V/V)

–

2

Indeks lotności, VLI

 

–

50; 10

(od 2009)

mg/100 ml

Badanie działania korodującego na płytkach z miedzi (3 h w
temperaturze 50°C)

- alkohol izopropylowy
- alkohol tert-butylowy
- alkohol izobutylowy

kPa

45,0

A

45,0

B

60,0

C

60,0

A

90,0

B

90,0

C

20,0

A

20,0

B

22,0

C

48,0

A

50,0

B

50,0

C

1150

B

A – Dla okresu letniego trwającego od dnia 1 maja do dnia 30 września. B – Dla okresu przejściowego trwającego od dnia 1 marca do dnia 30 kwietnia oraz od dnia 1 października
do   dnia 31 października. C – Dla okresu zimowego trwającego od dnia 1 listopada do końca lutego.

Stosowane dodatki do benzyn

D

ODATEK

S

POSÓB DZIAŁANIA

S

KŁAD CHEMICZNY

S

TĘŻENIE

A

NTYDETONATOR

Z

APOBIEGA STUKOWEMU SPALANIU

PALIWA W SILNIKU

C

ZTEROETYLEK OŁOWIU

,

C

ZTEROMETYLEK OŁOWIU

0.7

G

/

L

W

YNOŚNIKI

OŁOWIU

Z

APOBIEGAJĄ OSADZANIU SIĘ

POZOSTAŁOŚCI ANTYDETONATORA W
KOMORZE SPALANIA CZY NA ŚWIECACH

D

ICHLOROETAN

D

IBROMOETAN

0.1-1 %

D

ODATKI PRZECIW

-

UTLENIAJĄCE

Z

APOBIEGAJĄ LUB OPÓŹNIAJĄ

UTLENIANIU PALIWA W CZASIE
SKŁADOWANIA

P

ARAFENYLENODIAMINA

2,6-

DIBUTYLOFENOL

2,6-

DIBUTYLO

-

P

-

KREZOL

2,4,6-

TRIBUTYLOFENOL

5-25

PPM

2-25

PPM

10-120

PPM

5-25

PPM

P

ŁYN PRZECIW

-

ZAMARZAJĄCY

P

RZECIWDZIAŁA TWORZENIU SIĘ LODU

W GAŹNIKU

E

TANOL

I

ZOPROPANOL

GLIKOL I POLIGLIKOL
ETER DIETYLENO

-

GLIKOLOMONOMETYLOWY
DIMETYLOFORMAMID
AMINO

-

ALKILOFOSFORAN

1-3 %
1-3 %

0.1-0.2 %

0.05-0.2 %

0.02-0.1 %

25-100

PPM

D

EZAKTYWATOR

METALI

Z

ABEZPIECZA JONY METALI PRZED

KATALITYCZNYM ODDZIAŁYWANIEM
UTLENIAJĄCYM NA PALIWO

P

OCHODNE KWASU SALICYLOWEGO

DIAMINOPROPAN

1-10

PPM

1-10

PPM

D

ETERGENTY

Z

APOBIEGAJĄ ODKŁADANIU SIĘ

OSADÓW W GAŹNIKU

P

RODUKTY HANDLOWE

10-75

PPM

I

NHIBITORY

KOROZJI

Z

ABEZPIECZA POWIERZCHNIĘ METALI

PRZED KOROZJĄ

A

LKILO

-

AMINO

-

ALKILO

-

FOSFORAN

3-60

PPM

D

ODATKI

WIELOFUNKCYJNE

D

ZIAŁAJĄ W CHARAKTERZE

DETERGENTÓW

,

DODATKÓW

PRZECIWUTLENIAJĄCYCH
PRZECIWKOROZYJNYCH

P

OLIAMIDY KWASÓW TŁUSZCZOWYCH

A

MINO

-

ALKILOFOSFORANY

20-40

PPM

D

ODATKI

MODYFIKUJĄCE
PROCES SPALANIA

Z

ABEZPIECZAJĄ PRZED ZJAWISKIEM

SAMOZAPŁONU

F

OSFORANY ORGANICZNE

T

RIKREZYLOFOSFORAN

E

STRY KWASU BOROWEGO

0.1-1.0 %

Dodatki przeciwstukowe

Rodzaj związku

Liczba oktanowa LO/B Liczba oktanowa LO/M

metanol

133,0

105,0

etanol

129,0

102,0

118,0

98,0

116,0

103,0

118,0

102,0

111,0

98,0

alkohol izo-propylowy

Eter metylo-t-butylowy
(MTBE)
Eter etylo-t-butylowy
(ETBE)

Eter metylo-t-amylowy

Ilość alkoholi i eterów w paliwie

●

Istnieją dwa zasadnicze ograniczenia ilości poszczególnych substancji
(podane w max. ułamku objętościowym składnika) oraz maksymalnej
zawartości tlenu w paliwie

●

W przypadku dodawania alkoholi można ich dodać nie więcej niż:

–

alkohol metylowy (konieczna obecność stabilizatora) - max. 3%

–

alkohol etylowy (wskazana obecność stabilizatora) - max. 5%

–

alkohol izopropylowy - max. 5%

–

alkohol tertbutylowy - 7%

●

zawartość eterów (o temp. wrzenia nie wyższej niż 215°C) zawierających 5
lub więcej atomów węgla w cząsteczce - max. 15% - (nie może to być tzw.
MTBE - powstały z syntezy alkoholu metylowego lub ETBE - syntezowany z
etanolu)

●

zawartość innych związków organicznych zawierających tlen (o temp.
wrzenia nie wyższej niż 215°C.

–

Dopuszcza się zawartość acetonu do 0,8 % obj. gdy jest on produktem
wytwarzania niektórych organicznych związków tlenowych) - max. 10% obj.

●

Łączna zawartość tlenu w benzynach zawierających tlenowe związki
organiczna nie może być więcej niż 2,7% masowych.

Inhibitory utlenienia

●

Inhibitory utleniania są stosowane w celu zwiększenie odporności na
zmiany chemiczne paliw benzynowych. Chronią one benzynę przed
działaniem tlenu dzięki zdolności przerywania łańcucha reakcji utleniania
przez zahamowanie lub uniemożliwienie tworzenia się rodników z
nadtlenków lub węglowodorów.

●

Podstawowe inhibitory utlenienia to: aminy, aminofenole i fenole.

–

N,N'-podstawione pochodne p-fenylenodiaminy (5÷25ppm):

●

N,N'-dibenzylo-p-fenylenodiamina
N,N'-diizobutylo-p-fenylenodiamina
N,N'-di-sec-butylo-p-fenylenodiamina (ciecz)

–

N-podstawione p-aminofenole

●

N-benzylo-p-aminofenol
N-metylo-p-aminofenol
N-bytylo-p-aminofenol
N-izobytylo-p-aminofenol

–

wielopodstawione alkilofenole (najsłabsze antyutleniacze)
(5÷120ppm)

●

2,6-di-tert-butylo-p-krezol
2,4-dimetylo-6-tert-butylofenol.

OH

OH

NH

R

NH

NH

R

R

Deaktywatory metali

●

Zadaniem deaktywatorów metali jest zniwelowanie katalizującego,
utleniającego działania metali i ich jonów na składniki benzyn.

●

Najbardziej katalitycznie działa miedź i jej stopy.

●

Jako deaktywatory najczęściej stosowane są związki z grupy zasad Schiffa
– imin (związków otrzymanych w wyniku kondensacji amin z aldehydami
aromatycznymi).

R N C

H

Dodatki antykorozyjne i przeciwoblodzeniowe

●

Zapobieganie korozji polega na utworzeniu odpowiednio trwałej i
nierozpuszczalnej dla wody powłoki dodatku na powierzchni metalowej.

●

Do tej klasy dodatków zalicza się wyżejcząsteczkowe:

–

kwasy karboksylowe

–

alkohole

–

aminy

–

sulfoniany

–

alkiloaminofosforany

●

Stężenie stosowane 0.002-0.01 % wagowych

●

Dodatki zapobiegające tworzeniu kryształów lodu w benzynie to:

–

metanol

–

etanol

–

izopropanol

–

alkohole butylowe

–

glikol

–

dimetyloformamid

●

Stężenie stosowane 0.1-1.1 % wagowych

C

O

H

N

CH

3

CH

3