Влияние серы содержащейся в бензине на работу двигателя уравнения реакций

Видео:Забудьте всё что слышали про бензин! Это прорыв! Двигатель на нагретом бензопаре!Скачать

Сера и ее соединения в нефтепродуктах

Бюджетное образовательное учреждение Омской области среднего профессионального образования

«Омский промышленно-экономический колледж»

Видео:ПОСЛЕ ЭТОГО РАСХОД БЕНЗИНА СТАНЕТ НАМНОГО МЕНЬШЕСкачать

Учебное пособие по ПМ.02 Ведение технологического процесса на установке 1 и 2 категории

МДК 02.02 «Технический анализ и контроль производства»

для специальности 240134 Переработка нефти и газа

2013
Сера и ее соединения в нефтепродуктах. Учебное пособие, 2013, 24 с.

Видео:Улучшаем КАЧЕСТВО бензина СПИРТОМ #shortsСкачать

Автор: , преподаватель ОПЭК

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 240134 Переработка нефти и газа.

Пособие состоит из трёх разделов: в первом объясняется влияние серы и её соединений на качество нефтепродукта, во втором изложены основные методы определения сернистых соединений и в третьем приведены вопросы и тест для самоконтроля.

Уровень изложения материала соответствует требованиям программы МДК 02.02 «Технический анализ и контроль производства». Описание методов испытания базируется на ГОСТах, используемых в лабораториях базового предприятия -ОНПЗ». Наличие контрольных вопросов и итогового теста способствует более прочному усвоению материала.

Пособие может быть использовано студентами для самостоятельного изучения данной темы.

Рецензенты: , старший преподаватель кафедры аналитической химии и химии нефти ОмГУ

Видео:Этанол - хорошо или плохо? | Science Garage На РусскомСкачать

, преподаватель высшей категории БОУ ОО СПО ОПЭК

Влияние серы на свойства нефтепродуктов

Во всех нефтях в разных количествах содержатся сероорганические соединения. Основная масса их концентрируется в высокомолекулярных фракциях (масла, мазуты, гудроны). По химической природе они представляют собой главным образом нейтральные соединения типа сульфидов с алифатическими и циклическими радикалами и гетероциклические соединения типа гомологов тиофана и теофена с различным количеством циклов в молекуле. В некоторых нефтях найдены также в незначительном количестве свободная сера, сероводород низкомолекулярные меркаптаны и дисульфиды. Эти же вещества, как правило, присутствуют и в дистиллятных нефтепродуктов. Сероводород и меркаптаны образуются при термическом разложении высокомолекулярных сернистых соединений. Сера накапливается в результате окисления сероводорода, а дисульфиды при окислении меркаптаны меркаптанов.

О суммарном количестве сернистых соединений в нефтях и нефтепродуктах судят по результатам анализа на содержание серы. Этот показатель является важнейшей технологической характеристикой сырой нефти.

При исследовании сераорганических соединений, входящие в состав нефти и ее отдельные фракции, применяют различные варианты группового анализа сернистых соединений, предусматривающие комплексное использование химических и физико-химических методов.

Для нефтепродуктов сернистые соединения являются очень вредной примесью.

2. придают нефтепродуктам неприятный запах

3. вредно отражаются на антидетонационных свойствах бензинов

4. способствуют смолообразованию в крекинг продуктах

5. вызывают коррозию металлов.

Наиболее опасны в этом отношении самые активные сернистые соединения сероводород, низшие меркаптаны, а также свободная сера, которые сильно разрушают металлы, особенно цветные. Поэтому присутствие этих веществ крайне нежелательно и для большинства нефтепродуктов недопустимо. Но и остальные сернистые соединения: сульфиды, дисульфиды, тиофаны, тиофены и другие нейтральные вещества могут в известных условиях оказаться ответственными за возникновение коррозии. Дело в том, что при сгорании топлива все сернистые соединения превращаются в SO 2и SO3.При низких температурах, когда получающиеся при сгорании или находящиеся в воздухе водяные пары конденсируются, эти оксилы превращаются в соответствующие кислоты, что, конечно, тоже вызывает сильную коррозию. Кроме того, присутствие в продуктах горения SO3 сильно повышает точку росы. Так, например, при сжигании сернистых мазутов накопление SO3 В дымовых газах повышает температуру конденсации водяных паров на 50 град и, следовательно, даже при обычных температурах будет образовываться серная кислота и возникать коррозия. Чем больше сернистых соединений в топливе, тем сильнее опасность этой кислотной коррозии. Необходимо также иметь в виду, что при повышенных температурах нейтральные сернистые соединения могут разлагаться с выделением сероводорода и меркаптанов.

Сера является нежелательным компонентом и в сырье для производства сажи. В процессе получения сажи серу содержащие соединения образуют сернистый газ, сероводород, сероуглерод. Эти газы, попадая в окружающее пространство, засоряют воздушный бассейн, особенно в том случае, когда применяется сырьё с содержанием около 3% серы. Кроме того, сера переходит в сажу в свободном и связанном состоянии.

В связи с вредным влиянием сернистых соединений в технические требования на нефтепродукты введены следующие показатели.

Содержание серы нормируется для всех видов топлива, их компонентов, осветительных керосинов, бензинов-растворителей и некоторых нефтяных масел. Наиболее жесткие нормы по содержанию серы установлены для карбюраторных и реактивных топлив и бензинов-растворителей(0,02-0,1%). Среднее положение по этому показателю занимают тракторные керосины и дизельные топлива (0,2-1%). Больше всего допускается серы в котельном топливе (0,5-3,5%). Поэтому сжигание сернистых мазутов проводят по специальным инструкциям во избежание отравления персонала дымовыми газами. Следует отметить, что для некоторых специальных масел (трансмиссионное, для гипоидных передач, для коробок передач и рулевого управления) и для смазочно-охлаждающей жидкости сульфофрезол нормируется не высший, а низший предел содержания серы (не менее 0,9-1,7%), так как в этих нефтепродуктах присутствие серы улучшает их специфические свойства (липкость, маслянистость).

Содержание сероводорода – качественная проба. Отсутствие сероводорода нормируется для топлива Т-2 и для некоторых дизельных и котельных топлив.

Содержание меркаптановой серы нормируется для топлив Т1-С, Т-2 –не более 0,01% и отсутствие — для бензинов-растворителей.

Испытание на медную пластинку — качественная проба на свободную серу и активные сернистые соединения. Это испытание на коррозию медной пластинки должны выдерживать карбюраторные, реактивные и дизельные топлива.

Определение содержания общей серы

Для определения количественного содержания в нефтях нефтепродуктах так называемой «общей серы», т. е. серы, входящие в любые органические соединения, предложено большое число химических и физических методов анализа. Физические методы основаны на способности элементов, поглощать с различной интенсивностью рентгеновские и радиоактивные излучения. При текущем лабораторном контроле эти методы пока не применяются ввиду сложности оборудования, но вполне вероятно, что в недалеком будущем они найдут широкое распространение как методы автоматического контроля качества нефтепродуктов в потоке.

Сущность всех химических методов анализа заключается в том, что сера, входящая в состав сераорганических соединениях, количественно переводится либо в сероводород методом гидрирования, либо путем окисления в окислы серы затем легко определяется обычными химическими или физико-химическими методами количественного анализа. Из этих двух направлений наиболее широкое распространение получили окислительные методы. Следует, однако, отметить, что при микроанализе тяжелых нефтепродуктов, содержащих значительные количества серы, метод деструктивной гидрогенизации над платиновым катализатором имеет некоторые преимущества перед стандартным окислительным методом (сожжение в бомбе). Ввиду значительного различия нефтепродуктов между собой как по фракционному составу, так и по физическим свойствам, единых универсальных условий полного окисления сернистых соединений, входящих в их состав, подобрать не удается. Поэтому для различных нефтепродуктов применяются методы, значительно отличающиеся друг от друга, как по аппаратурному оформлению, так и по применяемому окислителю.

Сущность метода заключается в сжигании навески нефтепродукта в стеклянной лампочке с фитилём и поглощении образовавшегося при этом сернистого газа раствором соды:

SO2 + Na2 CO3 =Na2 SO3 + CO2

2 Na2 SO3 + O2 = 2Na2 SO4

Для количественного определения серы избыток соды оттитровывается соляной кислотой.

Метод предназначен для определения общей серы в светлых нефтепродуктах и в маловязких маслах, которые сгорают без остатка в лампочке прибора.

Na2CO3 ,0,3% водный раствор.

HCI, 0,05 н. Титрованный раствор.

Бес сернистый бензин.

Метиловый оранжевый, 0,05%водный раствор.

Рис. 1 Прибор для определения серы ламповым методом:

Устройство прибора и подготовка его к анализу

Прибор (рис. 1) состоит из фитильной лампочки 4, лампового стекла3, абсорбера1 и брызгоуловиПеред определением лампочку 4 и фитиль 5 промывают петролейным эфиром и сушат. Все остальные детали тщательно моют и ополаскивают дистиллированной водой. В большой резервуар абсорбера насыпают до2/3 его высоты чисто вымытые стеклянные бусы или отрезки стеклянных палочек в качестве насадки, улучшающей абсорбцию сернистого газа в поглотительном растворе. В абсорбер заливают из бюретки точно 10 мл раствора соды и 10 мл дистиллированной воды. При анализе масел заливают 25мл раствора соды. Смазывают шлифы 6 и собирают прибор. К брызгоуловителю подключают систему вакуума, снабженную промежуточной буферной ёмкостью. На резиновые трубки между насосом и буферной ёмкостью и между этой ёмкостью и брызгоуловителем надевают винтовые зажимы для регулирования просасывания воздуха. Таким образом, подготавливают одновременно три прибора для двух параллельных и одного контрольного определения. Поэтому присоединение брызгоуловителей к буферной ёмкости проводится с помощью стеклянного паука.

В чистые сухие лампочки отбирают пробы (навески) для анализа. При этом руководствуются следующим.

1. При анализе мало серных не коптящих бензинов наливают в лампочку 4-5 мл бензина.

2. При анализе высококипящих сернистых, но не коптящих, светлых нефтепродуктов наливают в лампочку 1,5-3 мл продукта. Далее в обоих этих случаях лампочку закрывают пробкой с фитильной трубкой, через которую пропущен фитиль. Нижний конец фитиля при этом должен расположиться по окружности дна лампочки. После того как фитиль пропитается продуктом, его наружный конец срезают вровень с концом фитильной трубки. Лампочку зажигают, устанавливают высоту пламени 5- 6 мм и гасят его. Закрывают лампочку колпачком и взвешивают на аналитических весах. Второе взвешивание для установления веса сгоревшего продукта проводится уже после сжигания в конце определения.

3. При анализе коптящих светлых нефтепродуктов, содержащих ароматические или непредельные углеводороды в значительных количествах, а также дизельного топлива наливают в предельно взвешенную вместе с фитилем и колпачком на аналитических весах чистую сухую лампочку 1-2 мл испытуемого продукта. Вставляют фитиль, закрывают колпачком и снова взвешивают для установления массы продукта, предназначенного для сгорания. После этого навеску разбавляют бес сернистым бензином, доводя общий объём до 4-5мл.

4. При анализе масел с вязкостью при 1000 С менее 10 сст отбирают 2-2,3мл, а при большей вязкости 0,9-1мл испытуемого продукта в чистые, сухие и предварительно взвешенные лампочки и взвешивают. Разбавление бензином в зависимости от вязкости испытуемого продукта проводят в отношении от 2,5:1 до 7:1.

Указанным способом отбирают две параллельные пробы. В третью лампочку, предназначенную для контрольного опыта, наливают без взвешивания этиловый спирт или бес сернистый бензин. Контрольный опыт ставится для того, чтобы исключить возможные ошибки в анализе за счёт кислых загрязнений в воздухе.

После того как приборы собраны и пробы набраны, включают насос и устанавливают равномерное и неинтенсивное просасывание воздуха через все три абсорбера. Лампочки ставят под ламповые стекла и зажигают их от спиртовки. Спичками поджигать лампочки нельзя. Края фитильных трубочек при этом должны быть расположены не более чем на 8мм выше нижнего края лампового стекла, а высота пламени должна быть равной 6-8мм. Пламя должно быть не коптящим, скорость просасывания воздуха и продуктов горения равномерной, и брызги из абсорбера не должны попадать в брызгоуловитель.

Весь этот режим регулируется винтовыми зажимами на вакуумной линии и высотой фитиля, которую можно изменять с помощью иглы. Любая регулировка фитиля должна проводится при погашенном пламени.

После полного сгорания навески продукта, в том случае если проводилось предварительное её разбавление, в лампочку снова наливается 1-2мл бес сернистого бензина, и его вновь полностью сжигают. Это необходимо для уменьшения ошибок, связанных с образованием на фитиле нагаров, при анализе коптящих или высококипящих нефтепродуктах. Лампочку в контрольном опыте гасят одновременно с окончанием сжигания в целевых пробах.

Через 5мин после сжигания насос останавливают, приборы разбирают и брызгоуловители, ламповые стёкла и верхние части абсорберов хорошо промывают дистиллированной водой, расходуя на это 50-70 мл воды. Все смывки собирают в абсорберы. Содержимое абсорбера переводят количественно в коническую колбу.

Иногда, при анализе высокосернистых продуктов, раствор после добавления к нему промывных вод и метилового оранжевого окрашивается в оранжевый цвет. Это указывает, что взятого количества раствора соды оказалось недостаточно для полного поглощения сернистого газа. В этом случае сжигание надо повторить с меньшей навеской испытуемого продукта.

Далее избыток соды в растворе оттитровывают 0,05 н. Соляной кислотой до оранжевого окрашивания. Вначале титруют раствор контрольного опыта, а затем растворы от целевых опытов, применяя при этом раствор контрольного опыта, окрашенный в оранжевый цвет, в качестве «свидетеля».

Содержание серы х (в вес. %) в анализируемом продукте рассчитывают по формуле

Где V- количество точно 0,05 N раствора соляной кислоты, пошедшее на титрование контрольного раствора, мл;

V1- то же, для испытуемой пробы;

0,0008 – количество серы, эквивалентное 1 мм точно 0,05 N раствора соляной кислоты, г;

G – навеска испытуемого продукта, г.

Расхождения между двумя параллельными определениями, согласно ГОСТ 1771 –48, не должны превышать 5% от величины меньшего результата.

Метод определения сжиганием в трубке

Сущность метода заключается в сожжении навески нефтепродукта при 900-9500С в точке воздуха в кварцевой трубке, улавливании образующихся оксидов серы подкисленным раствором перекиси водорода и объёмном определении серы по количеству образовавшейся серной кислоты в поглотительном растворе

SO2 + H2 O2= H2 SO4

H2SO4 +2 NaOH=Na2SO4 +2H2O

Метод предназначен для определения общей серы в маслах, в нефтях и в остаточных нефтепродуктах.

Серная кислота, 0,02 н. Раствор.

Едкий натр, 40%-ный и 0,02 н. Раствор.

Смешанный индикатор:0,2 % раствор в спирте метилового красного и 0,1% раствор в спирте метиленового синего (1:1).

Марганцовокислый калий, 0,1М раствор.

Аппаратура и подготовка её к анализу

Аппарат для сожжения навески нефтепродукта изображен на рис. 2. Промывание склянки 1-3 служат для очистки воздуха. Кварцевая трубка 4 соединяется с коленом 7 на шлифе. Подвижная электропечь должна обеспечивать нагрев до 9500 С.

Рис. 2. Схема прибора для определения серы методом сжигания в трубке:

1- промывная склянка с раствором КМпО4; 2- то же с 40% раствором NaОН; 3- то же с ватой; 4- кварцевая трубка; 5- лодочка для навески; 6- электропечь; 7- соединительное кварцевое колено; 8- абсорбер; 9- трубка к вакуум – насосу.

Контроль за температурой в печи осуществляется с помощью хромель-алюмелевой термопары и пирометрического милливольтметра. Для регулировки температуры в печи используется ЛАТР-1. В системе воздуха вакуума до абсорбера 8 должен быть включен реометр для измерения скорости просасывания воздуха. В абсорбер 8 перед сожжением наливают 150 мл дистиллированной воды, 5мл перекиси водорода и 7мл 0,02 н. Раствора серной кислоты. Собирают прибор, как указано на рисунке 2, закрывают свободный конец кварцевой трубки пробкой и проверяют всю систему на герметичность. Для этого при закрытом кране на отводной трубке от промывной склянки 1 включают водоструйный вакуум – насос. Если система герметична, то ни в абсорбере, ни в промывных склянках не будет пробулькивания пузырьков воздуха. После проверки на герметичность включают печь и вставляют в неё термопару, так чтобы спай её находился в середине печи.

Отбирают навеску анализируемого нефтепродукта в количестве от 0,05 до 0,2 г (в зависимости от ожидаемого содержания серы) в стандартную фарфоровую лодочку 5 с точностью до 0,0002 г. Навеска должна быть равномерно распределена по всему дну лодочки. Затем осторожно засыпают навеску измельченной и предварительно прокаленной при 900-9500С шамотной глиной. При сжигании нефтяного кокса эту засыпку делать не надо. Подготовленную лодочку вставляют в кварцевую трубку перед входом последней в печь. Быстро закрывают снова отверстие трубки пробкой и включают вакуум –насос, поддерживая скорость просасывания воздуха через систему равной 500 мл/мин. Когда печь нагреется до 9000 С, начинают сожжение, постепенно надвигая печь на лодочку. Для полного сгорания навески достаточно нагревания в течение 30-40 мин. По истечении этого времени отодвигают печь, отключают вакуум и отсоединяют абсорбер. Промывают кварцевое соединительное колено 25 мл дистиллированной воды, сливая промывные воды в абсорбер. После этого оттитровывают содержимое абсорбера при помощи микробюретки 0,02 н. Раствором едкого натра в присутствии 8 капель смешанного индикатора до перехода красно-фиолетовой окраски в грязно-зелёный цвет. Совершенно аналогичным образом проводят контрольный опыт без навески нефтепродукта. Содержание серы х (в вес. %) рассчитывается по формуле

Где, V- количество раствора точно 0,02N NaOH, пошедшего на титрование в целевом опыте, мл;

V1- то же в контрольном опыте, мл;

0,00032 – количество серы, соответствующее 1 мл точно 0,02 N раствора NaOH, г;

G — навеска нефтепродукта, г.

Расхождения между результатами параллельных определений, согласно ГОСТ 1437-56, не должны превышать 5%. Если содержание серы в продукте превышает 0,5%, то допускаются расхождения в параллельных пробах до 10% от величины меньшего результата.

Качественное и количественное определение активных сернистых соединений

Качественная проба на присутствие сероводорода

10мл испытуемого топлива смешивают в делительной воронке с 10 мл 2% раствора NaOH и тщательно встряхивают. Сероводород при этом в виде кислой соли NaHS переходит в щелочной слой. После отстоя спускают 3-5 мл водно-щелочного слоя в пробирку, подкисляют

0,5 мл концентрированной HCI и слегка нагревают при взбалтывании, не доводя до кипения. При этой операции из раствора выделяется газообразный сероводород. О его наличии судят по окрашиванию индикаторной свинцовой бумажки, поднесённой к краю пробирки. Если сероводород присутствует, то свинцовая бумажка окрасится в цвета от светло-коричневого до тёмно-коричневого и даже черного. Индикаторная бумажка готовится пропитыванием отрезков фильтровальной бумаги 10% раствором уксуснокислого свинца или другими водорастворимыми солями свинца

Испытание на медную пластинку

Испытания воздействия топлива на медную пластинку при повышенной температуре является весьма чувствительной качественной пробой на присутствие активных сернистых соединений (S и H2S). Даже при очень малом содержании элементарной серы в бензине (0,00001%) медная пластинка, погруженная в этот бензин на 3 ч при 100 0 С, покрывается бледно-серыми пятнами. При большем содержании серы ( тысячные доли процента ) за 3 ч при нагреве до 50 0 С пластинка покрывается черным налётом. Минимальное присутствие H2S приводит в этих условиях к окрашиванию пластинки в серый цвет с красными разводами. Менее чувствительна пластинка при 50 0 С к воздействию меркаптанов.

Испытание по ГОСТ 6321-52 проводится с пластинками из электролитной меди размером 40X10X2 мл, отшлифованными шкуркой с зернистостью абразивного материала № 000 до чистоты поверхности Ñ 8. Отшлифованные пластинки промывают спиртом и эфиром и высушивают на фильтрованной бумаге. После подготовки пластинки руками её трогать нельзя. Не фильтрованное испытуемое топливо наливают в пробирку высотой 140-150 и диаметром 15-20 мл примерно до половины её высоты и туда же щипцами опускают подготовленную медную пластинку. Пробирку закрывают корковой пробкой и помещают в водяную баню, нагретую до 50 0 С. Уровень воды в бане должен быть выше уровня топлива в пробирках. По истечению 3 ч пластинки вынимают и промывают в фарфоровой чашке подогретым ацетоном или спиртобензольной смесью. Для каждого образца топлива проводят два параллельных испытания.

Если после опыта медная пластинка хотя бы в одной из параллельных проб покрылась чёрными, тёмно — коричневыми или серо-стальными налётами и пятнами, то топливо считается не выдержавшим испытание и бракуется.

Количественное определение содержания меркаптановой серы

Водные растворы солей двухвалентной меди количественно реагируют с меркаптанами с образованием и меркаптидов:

СuSO4 + 2 RSH R-S-Cu-S — R+H2O+(NH4)2SO4

На этом и основан метод Адамса, по которому о количестве меркаптановой серы судят по результатам прямого титрования исследуемого топлива аммиачным раствором сернокислой меди. Детали метода стандартизированы ГОСТ 6975-57.

Аммиачный раствор сернокислой меди 3,91 г свежеперекристаллизованной соли состава СuSO4 * 5H2O растворяют в литровой мерной колбе в 700 мл дистиллированной воды. Затем к раствору постепенно добавляют 25-27% водный аммиак до полного растворения выпадающего вначале осадка основной соли меди. Затем прибавляют ещё 50 –100 мл раствора аммиака и доводят объём раствора до метки дистиллированной воды. Полученный раствор синего цвета должен быть совершенно прозрачным.

Тиосульфат натрия, 0,1 н. титрованный раствор.

Крахмал, 0,5% раствор.

Установление титра рабочего раствора

Титр аммиачного раствора сернокислой меди устанавливают йодометрическим методом. Для этого 100 мл раствора подкисляют серной кислотой до полной нейтрализации аммиака и добавляют ещё небольшой избыток серной кислоты (1-2мл). Раствор охлаждают и вносят в него 3 г йодистого калия. Выделившийся йод оттитровывают 0,1 н. раствором тиосульфата натрия с крахмалом в качестве индикатора до исчезновения синего окрашивания.

Титр рабочего раствора, выраженный в граммах меркаптановой серы на 1мл, вычисляют по формуле

Т=VT1∙ 32,06 ∙2/126,91∙100

где V — объём 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, пошедший на титрование, мл;

T1- титр 0,1 н. раствора тиосульфата, г йода;

32,06- атомный вес серы;

2 – стехиометрический коэффициент основной реакции образования меркаптида меди (RS — Cu-SR);

126,91 – атомный вес йода.

Если раствор приготовлен, как описано выше, то 1 мл его содержит 0,001г сернокислой меди, что соответствует 0,001 г меркаптановой серы.

Пробы для анализа берутся по объёму в следующих количествах: при содержании меркаптановой серы до 0,01%-100 мл, от 0,01 до 0,02% — 50 мл, от 0,02% и выше – 25 мл.

Если топливо содержит древесно-смольный антиокислитель или параоксидифениламин, а так же продукты крекинга, то его предварительно дважды обрабатывают 10% раствором аммиака, взятым в количестве 20% к объёму топлива, затем промывают водой и фильтруют.

Проба анализируемого топлива помещается в делительную воронку ёмкостью 200 — 250 мл и титруется из бюретки рабочим раствором. Вначале титрованный раствор добавляют по 1мл, затем по 0,5 мл и, наконец, по 3 – 4 капли. После каждой добавки аммиачного раствора сернокислотной меди воронку с топливом энергично встряхивают до исчезновения голубого окрашивания нижнего водного слоя. Обесцвечивание раствора указывает на присутствие меркаптана и образование меркаптидов. Для более четкого определения конца титрования о накоплении 4 –5 мл обесцвеченного водного слоя его сливают. Если наблюдение за краской этого слоя затруднено или маскируется цветом стекла делительной воронки, то 2 –3 капли его спускается в белую фарфоровую чашку, где голубой цвет хорошо заметен. Титрованием ведут до появления бледно-голубого окрашивания водного слоя, неисчезающего при интенсивном встряхивании воронки с содержимым в течение 5мин. Содержание меркаптановой серы х (в вес. %) в испытуемом топливе вычисляют по формуле:

Где V2 – объём аммиачного раствора сернокислой меди, пошедшей на титрование, мл;

Т – титр рабочего раствора, г меркаптановой серы на 1 мл раствора;

V3 — объём топлива, взятый на анализ, мл;

Р20 — плотность анализируемого топлива при температуре анализа.

Расхождение между двумя параллельными анализами не должны превышать 0,0005%.

Нормируемые показатели по содержанию серы, содержащейся в нефтепродуктах, выпускаемых на «ОАО-Сибнефть-НПЗ»

Видео:Определение фракционного состава бензина (лабораторная работа)Скачать

Влияние серы содержащейся в бензине на работу двигателя уравнения реакций

1. Какое действие оказывает сера на топливо
Сера приводит к окислению моторного масла, что приводит к сильному загрязнению окружающей среды выхлопными газами. С другой стороны, сера необходима в топливе для смазки частей двигателя для снижения их износа. Оптимальное содержание серы в дизельном топливе — от 0,15 до 1,5%.
2. Влияние содержания серы в топливе на экологию
Содержание серы в топливе напрямую влияет на выделение в окружающую среду диоксида серы, и хотя бòльшая часть таких выбросов связана с отоплением промышленных и жилых помещений, значительные объемы диоксида серы выбрасываются в атмосферу автомобилями. Диоксид серы вызывает образование сульфатных частиц, которые могут оказывать целый ряд негативных воздействий на здоровье людей. Они также участвуют в образовании той дымки над автодорогами, которая знакома любому, кому приходится ходить или ездить на велосипеде вдоль дорог с интенсивным движением. Диоксид серы также может превращаться в высококоррозийную серную кислоту («кислотный дождь»), которая, среди прочего, способна повреждать даже здания.
3. Методы очистки от серы
МЕТОДЫ ОЧИСТКИ НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ ОТ СЕРАОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Очистка нефтепродуктов от серы связана с постоянным повышением требований к качеству моторных и печных топлив и с решением вопросов охраны окружающей среды. Дистилляты, получаемые в процессах переработки нефти, отличаются между собой количеством и составом сернистых соединений. Так, групповой состав органических соединений серы, выделенных из средних фракций арланской нефти, показал, что меркаптаны в них практически отсутствуют, и 85-95% соединений представлены циклическими насыщенными сульфидами, а также полиалкилзамещенными и циклоалкилзамещенными тиофенами, диалкилсульфидами, бензтиофенами, тиаинданами и алкилциклоалкилсульфидами, суммарное содержание которых не превышает 15%. В дизельной фракции ромашкинской нефти преобладают би-, три-, политиацикланы и ароматические сульфиды [2], поэтому методы и условия их очистки различны.
Легкие фракции (бензино-лигроиновые) содержат преимущественно низкомолекулярные сернистые соединения, часть из которых представлена сероводородом и легкими меркаптанами. Сероводород и меркаптаны, а также часть остальных сернистых соединений можно удалить сравнительно простыми по технологическому оформлению химическими методами (например, щелочной очисткой).
При щелочной очистке сероводород реагирует с образованием кислых и средних солей:
H2S + NaOH NaHS + H2O,
H2S + 2NaOH Na2S + 2H2O,
Na2S + H2S 2NaHS
Меркаптаны дают при взаимодействии со щелочью меркаптиды:
RSH + NaOH RSNa + H2O
К недостаткам щелочной очистки следует отнести безвозвратную потерю дорогого реагента и образование трудноутилизируемых сернисто-щелочных стоков.
Более тяжелые фракции (керосиновые, фракции дизельного топлива, вакуумный газойль) содержат в основном циклические и полициклические высокомолекулярные сернистые соединения, для удаления которых требуется глубокая и сложная очистка.
В общем случае методы очистки нефти и нефтяных дистиллятов можно разделить на две группы: 1) способы, связанные с разрушением сераорганических соединений и удалением их из топлив; 2) способы селективного извлечения органических соединений серы с одновременной очисткой нефтяных фракций.
Первая группа методов включает: 1) адсорбционно-каталитическое обессеривание нефтяных фракций в присутствии адсорбентов и катализаторов; 2) обессеривание нефти и нефтепродуктов с помощью микроорганизмов. Вторая группа методов включает: 1) экстракционные методы; 2) способы окислительного десульфирования.
КАТАЛИТИЧЕСКАЯ ГИДРООЧИСТКА
Каталитическая гидроочистка, основанная на селективном гидрогенолизе С-S-связей, протекает с образованием сероводорода и углеводородов и позволяет снизить содержание серы на 85-97%. Гидрогенолиз является характерной реакцией для всех групп органических соединений серы (ОСС):
Скорость гидрирования ОСС увеличивается в ряду меркаптаны > дисульфиды > сульфиды ї тиофаны > тиофены, что соответствует их стабильности. При изменении условий гидрогенолиза — увеличении давления водорода, повышении активности катализатора, изменении температуры — гидрирование ОСС протекает эффективно с образованием соответствующих углеводородов и сероводорода.
Катализаторами гидродесульфирования ОСС являются оксиды или сульфиды кобальта, молибдена, вольфрама, никеля, железа или их смеси на оксиде алюминия.
В Институте химии нефти Сибирского отделения РАН предложена схема реакции ОСС с сульфидированными Al2O3-CoO-MoO3-катализаторами (kat):
H2 + S + (kat) [H2S_kat]
[H2S_kat] + R2S H2S + 2RH + [kat_S]
[kat_S] + H2 [H2S_kat]
Процесс гидрообессеривания нефтяных фракций сопровождается реакциями гидрокрекинга, дегидрирования нафтеновых и дегидроциклизации парафиновых углеводородов. Процесс гидроочистки легких и средних дистиллятов весьма эффективен и широко используется в промышленности; основные трудности возникают при гидроочистке тяжелых фракций и остатков нефти. Успешное развитие процессов гидрообессеривания остаточного сырья определяется достижениями в области создания катализаторов.
Биодесульфуризация. Микробная десульфуризация нефти включает аэробные и анаэробные трансформации ОСС, ведущие к образованию легкоудаляемых водорастворимых продуктов. При этом главное условие состоит в избирательном удалении серы без деструкции остальных компонентов нефти. Передовые позиции в создании промышленной биотехнологии десульфуризации занимают американские и японские фирмы.
Наиболее эффективным физико-химическим методом обессеривания является экстракция ОСС минеральными и органическими кислотами. Этот способ представляет интерес для получения товарных продуктов — сернистых концентратов. При этом очищенные нефтепродукты получаются побочно.
Сернокислотная очистка. Это один из наиболее старых методов очистки нефтепродуктов, заключается в том, что продукт смешивают с небольшим количеством серной кислоты (90-93% H2SO4) при обычной температуре. Концентрированная серная кислота — сильный окислитель, поэтому ОСС сульфируются и окисляются [1]: меркаптаны до дисульфидов, сульфиды до сульфоксидов, тиофаны и тиофены до сульфоксидов.
Механизм взаимодействия алифатических и циклических сульфидов заключается в образовании кислых сульфатов сульфониевых солей.
Сераорганические соединения, являясь слабыми основаниями, легко образуют с серной кислотой сульфониевые соединения.
Реакция протонизации ОСС с серной кислотой — процесс экзотермический, ограничиваемый термодинамическим равновесием. Существенное влияние на процесс оказывают температура, природа протоноакцептора и растворителя. Протоноакцепторная способность снижается с ростом молекулярной массы ОСС в ряду
Следует отметить, что применение концентрированной серной кислоты для удаления сернистых соединений затруднительно, так как наряду с комплексообразованием сернистых соединений происходят нежелательные процессы окисления, осмоления, сульфирования и растворения сернистых соединений в кислоте, в результате чего часть их разрушается, а другая безнадежно теряется в виде высокополимерных продуктов. Поэтому для выделения сернистых соединений из нефти и нефтепродуктов применяется не концентрированная, а 50-80%-ная серная кислота. К недостаткам метода следует отнести деструкцию и потерю сульфидов, а также большой расход серной кислоты. Для получения 1 кг концентрата сульфидов требуется около 13-16 кг концентрированной серной кислоты. Более эффективным экстрагентом является хлорная кислота. Однако взрывоопасность и высокая стоимость хлорной кислоты не позволяют ей конкурировать с серной кислотой.
В качестве экстрагентов применяются также фенол, фурфурол, диэтиленгликоль, жидкий сернистый ангидрид, сульфолан, фтористый водород. Степень экстракции сернистых соединений в значительной мере определяется их природой. Действие всех экстрагентов основано на слабом диполь-дипольном взаимодействии между полярными молекулами экстрагента и ОСС.
4. Методы определения серы и сернистых соединений в лабораторных условиях
Ламповый метод
Бомбовый метод
Сжигание в кислородно-водородной горелке
«Метод определения серы в нефтепродуктах (Высокотемпературный
метод)»
МЕТОД ЭШКА
— классический метод определения общей серы в горючих ископаемых, основанный на прокаливании со смесью Эшка (окись магния и безводный углекислый натрий в определенных соотношениях); в ходе последующих этапов обработки сера переходит в сульфатную форму (ГОСТ 8606—61). Далее сульфаты экстрагируют раствором соляной кислоты или водой и определяют гравиметрическим способом после осаждения их хлоридом бария. В настоящее время М. Э. вытесняется менее трудоемким методом сжигания в пустой трубке в токе кислорода

5. Классификация нефтей по содержанию серы
a) Малосернистые (до 0,5 % S) b) Сернистые (0,5-2 % S) c) Высокосернистые (св. 2 % S)
6. В каких фракциях содержится сера?
Во всех фракциях нефти
7. Какие соединения с углеводородами образует сера
Меркаптаны (тиолы), алифатические сульфиды (тиоэфиры), моно- и полициклические сульфиды, тиофены, тиофаны
По лабораторной работе:
1. Что залито в абсорбер
10 мл раствора углекислого натрия и 10 мл дистилированной воды
2. Какие газы образуются
CO, CO2, SO2, SO
3. Что происходит в абсорбере при прохождении газа
SO2 + OH- = HSO3-
4. Чем титруют
0.05 н раствор HCl

Работа №2
1. Какие виды топлива вы знаете
Твердые (древисина, уголь, торф), жидкие (дизельное топливо, бензин, керосин), газообразные (пропан, бутан, метан, водород)
2. Какое действие оказывает влага при сгорании топлива
Влага снижает температуру в топке и увеличивает объем дымовых газов. Влажность топлива тоже оказывает влияние на величину прямой отдачи топки. Она вызывает сильную коррозию топливоподающей аппаратуры.
3. На какие качества угля влияет влажность?
Теплотворная способность, процесс коксования
4. Как устраняется влага?
сушка (угли)
• гравитационное холодное разделение (отстаивание);
• фильтрация;
• разделение в поле центробежных сил (центрифугирование);
• электрическое воздействие;
• термическое воздействие;
• внутритрубная деэмульсация;
• воздействие магнитного поля.
5. Что достигается брикетированием угля
Брикетирование позволяет утилизировать невостребанные мелкие фракции угля, улучшить в результате брикетирования качественные и теплотехнические характеристики топлива при значительном увеличении полноты сгорания, уменьшить засоренность окружающей среды.
6. Методы обогащения угля
По виду среды, в которой производят обогащение, различают обогащение:
 сухое обогащение (в воздухе и аэросуспензии),
 мокрое (в воде, тяжёлых средах),
 в гравитационном поле,
 в поле центробежных сил,
 в магнитном поле,
 в электрическом поле.
Гравитационные методы обогащения основываются на различии в плотности, крупности и скорости движения кусков породы в водной или воздушной среде. При разделении в тяжёлых средах преимущественное значение имеет разница в плотности разделяемых компонентов.
Для обогащения наиболее мелких частиц применяют способ флотации, основанный на разнице в поверхностных свойствах компонентов (избирательной смачиваемости водой, прилипании частиц минерального сырья к пузырькам воздуха).
7. Что образует золу? Ее воздействие на качество угля
Сочинения курсовыеСочинения курсовые

Видео:Замеряем МОЩНОСТЬ двигателя на разном бензинеСкачать

Влияние серы на работу двигателя уравнения реакций

Видео:Заправился плохим топливом | ПоследствияСкачать

Влияние серы на работу двигателя уравнения реакций

1. Какое действие оказывает сера на топливо
Сера приводит к окислению моторного масла, что приводит к сильному загрязнению окружающей среды выхлопными газами. С другой стороны, сера необходима в топливе для смазки частей двигателя для снижения их износа. Оптимальное содержание серы в дизельном топливе — от 0,15 до 1,5%.
2. Влияние содержания серы в топливе на экологию
Содержание серы в топливе напрямую влияет на выделение в окружающую среду диоксида серы, и хотя бòльшая часть таких выбросов связана с отоплением промышленных и жилых помещений, значительные объемы диоксида серы выбрасываются в атмосферу автомобилями. Диоксид серы вызывает образование сульфатных частиц, которые могут оказывать целый ряд негативных воздействий на здоровье людей. Они также участвуют в образовании той дымки над автодорогами, которая знакома любому, кому приходится ходить или ездить на велосипеде вдоль дорог с интенсивным движением. Диоксид серы также может превращаться в высококоррозийную серную кислоту («кислотный дождь»), которая, среди прочего, способна повреждать даже здания.
3. Методы очистки от серы
МЕТОДЫ ОЧИСТКИ НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ ОТ СЕРАОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Очистка нефтепродуктов от серы связана с постоянным повышением требований к качеству моторных и печных топлив и с решением вопросов охраны окружающей среды. Дистилляты, получаемые в процессах переработки нефти, отличаются между собой количеством и составом сернистых соединений. Так, групповой состав органических соединений серы, выделенных из средних фракций арланской нефти, показал, что меркаптаны в них практически отсутствуют, и 85-95% соединений представлены циклическими насыщенными сульфидами, а также полиалкилзамещенными и циклоалкилзамещенными тиофенами, диалкилсульфидами, бензтиофенами, тиаинданами и алкилциклоалкилсульфидами, суммарное содержание которых не превышает 15%. В дизельной фракции ромашкинской нефти преобладают би-, три-, политиацикланы и ароматические сульфиды [2], поэтому методы и условия их очистки различны.
Легкие фракции (бензино-лигроиновые) содержат преимущественно низкомолекулярные сернистые соединения, часть из которых представлена сероводородом и легкими меркаптанами. Сероводород и меркаптаны, а также часть остальных сернистых соединений можно удалить сравнительно простыми по технологическому оформлению химическими методами (например, щелочной очисткой).
При щелочной очистке сероводород реагирует с образованием кислых и средних солей:
H2S + NaOH NaHS + H2O,
H2S + 2NaOH Na2S + 2H2O,
Na2S + H2S 2NaHS
Меркаптаны дают при взаимодействии со щелочью меркаптиды:
RSH + NaOH RSNa + H2O
К недостаткам щелочной очистки следует отнести безвозвратную потерю дорогого реагента и образование трудноутилизируемых сернисто-щелочных стоков.
Более тяжелые фракции (керосиновые, фракции дизельного топлива, вакуумный газойль) содержат в основном циклические и полициклические высокомолекулярные сернистые соединения, для удаления которых требуется глубокая и сложная очистка.
В общем случае методы очистки нефти и нефтяных дистиллятов можно разделить на две группы: 1) способы, связанные с разрушением сераорганических соединений и удалением их из топлив; 2) способы селективного извлечения органических соединений серы с одновременной очисткой нефтяных фракций.
Первая группа методов включает: 1) адсорбционно-каталитическое обессеривание нефтяных фракций в присутствии адсорбентов и катализаторов; 2) обессеривание нефти и нефтепродуктов с помощью микроорганизмов. Вторая группа методов включает: 1) экстракционные методы; 2) способы окислительного десульфирования.
КАТАЛИТИЧЕСКАЯ ГИДРООЧИСТКА
Каталитическая гидроочистка, основанная на селективном гидрогенолизе С-S-связей, протекает с образованием сероводорода и углеводородов и позволяет снизить содержание серы на 85-97%. Гидрогенолиз является характерной реакцией для всех групп органических соединений серы (ОСС):
Скорость гидрирования ОСС увеличивается в ряду меркаптаны > дисульфиды > сульфиды ї тиофаны > тиофены, что соответствует их стабильности. При изменении условий гидрогенолиза — увеличении давления водорода, повышении активности катализатора, изменении температуры — гидрирование ОСС протекает эффективно с образованием соответствующих углеводородов и сероводорода.
Катализаторами гидродесульфирования ОСС являются оксиды или сульфиды кобальта, молибдена, вольфрама, никеля, железа или их смеси на оксиде алюминия.
В Институте химии нефти Сибирского отделения РАН предложена схема реакции ОСС с сульфидированными Al2O3-CoO-MoO3-катализаторами (kat):
H2 + S + (kat) [H2S_kat]
[H2S_kat] + R2S H2S + 2RH + [kat_S]
[kat_S] + H2 [H2S_kat]
Процесс гидрообессеривания нефтяных фракций сопровождается реакциями гидрокрекинга, дегидрирования нафтеновых и дегидроциклизации парафиновых углеводородов. Процесс гидроочистки легких и средних дистиллятов весьма эффективен и широко используется в промышленности; основные трудности возникают при гидроочистке тяжелых фракций и остатков нефти. Успешное развитие процессов гидрообессеривания остаточного сырья определяется достижениями в области создания катализаторов.
Биодесульфуризация. Микробная десульфуризация нефти включает аэробные и анаэробные трансформации ОСС, ведущие к образованию легкоудаляемых водорастворимых продуктов. При этом главное условие состоит в избирательном удалении серы без деструкции остальных компонентов нефти. Передовые позиции в создании промышленной биотехнологии десульфуризации занимают американские и японские фирмы.
Наиболее эффективным физико-химическим методом обессеривания является экстракция ОСС минеральными и органическими кислотами. Этот способ представляет интерес для получения товарных продуктов — сернистых концентратов. При этом очищенные нефтепродукты получаются побочно.
Сернокислотная очистка. Это один из наиболее старых методов очистки нефтепродуктов, заключается в том, что продукт смешивают с небольшим количеством серной кислоты (90-93% H2SO4) при обычной температуре. Концентрированная серная кислота — сильный окислитель, поэтому ОСС сульфируются и окисляются [1]: меркаптаны до дисульфидов, сульфиды до сульфоксидов, тиофаны и тиофены до сульфоксидов.
Механизм взаимодействия алифатических и циклических сульфидов заключается в образовании кислых сульфатов сульфониевых солей.
Сераорганические соединения, являясь слабыми основаниями, легко образуют с серной кислотой сульфониевые соединения.
Реакция протонизации ОСС с серной кислотой — процесс экзотермический, ограничиваемый термодинамическим равновесием. Существенное влияние на процесс оказывают температура, природа протоноакцептора и растворителя. Протоноакцепторная способность снижается с ростом молекулярной массы ОСС в ряду
Следует отметить, что применение концентрированной серной кислоты для удаления сернистых соединений затруднительно, так как наряду с комплексообразованием сернистых соединений происходят нежелательные процессы окисления, осмоления, сульфирования и растворения сернистых соединений в кислоте, в результате чего часть их разрушается, а другая безнадежно теряется в виде высокополимерных продуктов. Поэтому для выделения сернистых соединений из нефти и нефтепродуктов применяется не концентрированная, а 50-80%-ная серная кислота. К недостаткам метода следует отнести деструкцию и потерю сульфидов, а также большой расход серной кислоты. Для получения 1 кг концентрата сульфидов требуется около 13-16 кг концентрированной серной кислоты. Более эффективным экстрагентом является хлорная кислота. Однако взрывоопасность и высокая стоимость хлорной кислоты не позволяют ей конкурировать с серной кислотой.
В качестве экстрагентов применяются также фенол, фурфурол, диэтиленгликоль, жидкий сернистый ангидрид, сульфолан, фтористый водород. Степень экстракции сернистых соединений в значительной мере определяется их природой. Действие всех экстрагентов основано на слабом диполь-дипольном взаимодействии между полярными молекулами экстрагента и ОСС.
4. Методы определения серы и сернистых соединений в лабораторных условиях
Ламповый метод
Бомбовый метод
Сжигание в кислородно-водородной горелке
«Метод определения серы в нефтепродуктах (Высокотемпературный
метод)»
МЕТОД ЭШКА
— классический метод определения общей серы в горючих ископаемых, основанный на прокаливании со смесью Эшка (окись магния и безводный углекислый натрий в определенных соотношениях); в ходе последующих этапов обработки сера переходит в сульфатную форму (ГОСТ 8606—61). Далее сульфаты экстрагируют раствором соляной кислоты или водой и определяют гравиметрическим способом после осаждения их хлоридом бария. В настоящее время М. Э. вытесняется менее трудоемким методом сжигания в пустой трубке в токе кислорода

5. Классификация нефтей по содержанию серы
a) Малосернистые (до 0,5 % S) b) Сернистые (0,5-2 % S) c) Высокосернистые (св. 2 % S)
6. В каких фракциях содержится сера?
Во всех фракциях нефти
7. Какие соединения с углеводородами образует сера
Меркаптаны (тиолы), алифатические сульфиды (тиоэфиры), моно- и полициклические сульфиды, тиофены, тиофаны
По лабораторной работе:
1. Что залито в абсорбер
10 мл раствора углекислого натрия и 10 мл дистилированной воды
2. Какие газы образуются
CO, CO2, SO2, SO
3. Что происходит в абсорбере при прохождении газа
SO2 + OH- = HSO3-
4. Чем титруют
0.05 н раствор HCl

Работа №2
1. Какие виды топлива вы знаете
Твердые (древисина, уголь, торф), жидкие (дизельное топливо, бензин, керосин), газообразные (пропан, бутан, метан, водород)
2. Какое действие оказывает влага при сгорании топлива
Влага снижает температуру в топке и увеличивает объем дымовых газов. Влажность топлива тоже оказывает влияние на величину прямой отдачи топки. Она вызывает сильную коррозию топливоподающей аппаратуры.
3. На какие качества угля влияет влажность?
Теплотворная способность, процесс коксования
4. Как устраняется влага?
сушка (угли)
• гравитационное холодное разделение (отстаивание);
• фильтрация;
• разделение в поле центробежных сил (центрифугирование);
• электрическое воздействие;
• термическое воздействие;
• внутритрубная деэмульсация;
• воздействие магнитного поля.
5. Что достигается брикетированием угля
Брикетирование позволяет утилизировать невостребанные мелкие фракции угля, улучшить в результате брикетирования качественные и теплотехнические характеристики топлива при значительном увеличении полноты сгорания, уменьшить засоренность окружающей среды.
6. Методы обогащения угля
По виду среды, в которой производят обогащение, различают обогащение:
 сухое обогащение (в воздухе и аэросуспензии),
 мокрое (в воде, тяжёлых средах),
 в гравитационном поле,
 в поле центробежных сил,
 в магнитном поле,
 в электрическом поле.
Гравитационные методы обогащения основываются на различии в плотности, крупности и скорости движения кусков породы в водной или воздушной среде. При разделении в тяжёлых средах преимущественное значение имеет разница в плотности разделяемых компонентов.
Для обогащения наиболее мелких частиц применяют способ флотации, основанный на разнице в поверхностных свойствах компонентов (избирательной смачиваемости водой, прилипании частиц минерального сырья к пузырькам воздуха).
7. Что образует золу? Ее воздействие на качество угля
Сочинения курсовыеСочинения курсовые

Видео:❓ Что будет, если вместо 95-го заливать 100-й бензин? Как октановое число влияет на двигатель?#аи100Скачать

Сера и ее соединения в нефтепродуктах

Бюджетное образовательное учреждение Омской области среднего профессионального образования

«Омский промышленно-экономический колледж»

Видео:ОТКУДА БЕНЗИН В МАСЛЕ ДВИГАТЕЛЯ? ТОП-7 ПРИЧИН ПОЧЕМУ БЕНЗИН ПОПАДАЕТ В МАСЛО!Скачать

Учебное пособие по ПМ.02 Ведение технологического процесса на установке 1 и 2 категории

МДК 02.02 «Технический анализ и контроль производства»

для специальности 240134 Переработка нефти и газа

2013
Сера и ее соединения в нефтепродуктах. Учебное пособие, 2013, 24 с.

Видео:Лабораторная работа: "Определение содержания общей серы в нефти и нефтепродуктах"Скачать

Автор: , преподаватель ОПЭК

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 240134 Переработка нефти и газа.

Пособие состоит из трёх разделов: в первом объясняется влияние серы и её соединений на качество нефтепродукта, во втором изложены основные методы определения сернистых соединений и в третьем приведены вопросы и тест для самоконтроля.

Уровень изложения материала соответствует требованиям программы МДК 02.02 «Технический анализ и контроль производства». Описание методов испытания базируется на ГОСТах, используемых в лабораториях базового предприятия -ОНПЗ». Наличие контрольных вопросов и итогового теста способствует более прочному усвоению материала.

Пособие может быть использовано студентами для самостоятельного изучения данной темы.

Рецензенты: , старший преподаватель кафедры аналитической химии и химии нефти ОмГУ

Видео:вода в бензинеСкачать

, преподаватель высшей категории БОУ ОО СПО ОПЭК

Влияние серы на свойства нефтепродуктов

Во всех нефтях в разных количествах содержатся сероорганические соединения. Основная масса их концентрируется в высокомолекулярных фракциях (масла, мазуты, гудроны). По химической природе они представляют собой главным образом нейтральные соединения типа сульфидов с алифатическими и циклическими радикалами и гетероциклические соединения типа гомологов тиофана и теофена с различным количеством циклов в молекуле. В некоторых нефтях найдены также в незначительном количестве свободная сера, сероводород низкомолекулярные меркаптаны и дисульфиды. Эти же вещества, как правило, присутствуют и в дистиллятных нефтепродуктов. Сероводород и меркаптаны образуются при термическом разложении высокомолекулярных сернистых соединений. Сера накапливается в результате окисления сероводорода, а дисульфиды при окислении меркаптаны меркаптанов.

О суммарном количестве сернистых соединений в нефтях и нефтепродуктах судят по результатам анализа на содержание серы. Этот показатель является важнейшей технологической характеристикой сырой нефти.

При исследовании сераорганических соединений, входящие в состав нефти и ее отдельные фракции, применяют различные варианты группового анализа сернистых соединений, предусматривающие комплексное использование химических и физико-химических методов.

Для нефтепродуктов сернистые соединения являются очень вредной примесью.

2. придают нефтепродуктам неприятный запах

3. вредно отражаются на антидетонационных свойствах бензинов

4. способствуют смолообразованию в крекинг продуктах

5. вызывают коррозию металлов.

Наиболее опасны в этом отношении самые активные сернистые соединения сероводород, низшие меркаптаны, а также свободная сера, которые сильно разрушают металлы, особенно цветные. Поэтому присутствие этих веществ крайне нежелательно и для большинства нефтепродуктов недопустимо. Но и остальные сернистые соединения: сульфиды, дисульфиды, тиофаны, тиофены и другие нейтральные вещества могут в известных условиях оказаться ответственными за возникновение коррозии. Дело в том, что при сгорании топлива все сернистые соединения превращаются в SO 2и SO3.При низких температурах, когда получающиеся при сгорании или находящиеся в воздухе водяные пары конденсируются, эти оксилы превращаются в соответствующие кислоты, что, конечно, тоже вызывает сильную коррозию. Кроме того, присутствие в продуктах горения SO3 сильно повышает точку росы. Так, например, при сжигании сернистых мазутов накопление SO3 В дымовых газах повышает температуру конденсации водяных паров на 50 град и, следовательно, даже при обычных температурах будет образовываться серная кислота и возникать коррозия. Чем больше сернистых соединений в топливе, тем сильнее опасность этой кислотной коррозии. Необходимо также иметь в виду, что при повышенных температурах нейтральные сернистые соединения могут разлагаться с выделением сероводорода и меркаптанов.

Сера является нежелательным компонентом и в сырье для производства сажи. В процессе получения сажи серу содержащие соединения образуют сернистый газ, сероводород, сероуглерод. Эти газы, попадая в окружающее пространство, засоряют воздушный бассейн, особенно в том случае, когда применяется сырьё с содержанием около 3% серы. Кроме того, сера переходит в сажу в свободном и связанном состоянии.

В связи с вредным влиянием сернистых соединений в технические требования на нефтепродукты введены следующие показатели.

Содержание серы нормируется для всех видов топлива, их компонентов, осветительных керосинов, бензинов-растворителей и некоторых нефтяных масел. Наиболее жесткие нормы по содержанию серы установлены для карбюраторных и реактивных топлив и бензинов-растворителей(0,02-0,1%). Среднее положение по этому показателю занимают тракторные керосины и дизельные топлива (0,2-1%). Больше всего допускается серы в котельном топливе (0,5-3,5%). Поэтому сжигание сернистых мазутов проводят по специальным инструкциям во избежание отравления персонала дымовыми газами. Следует отметить, что для некоторых специальных масел (трансмиссионное, для гипоидных передач, для коробок передач и рулевого управления) и для смазочно-охлаждающей жидкости сульфофрезол нормируется не высший, а низший предел содержания серы (не менее 0,9-1,7%), так как в этих нефтепродуктах присутствие серы улучшает их специфические свойства (липкость, маслянистость).

Содержание сероводорода – качественная проба. Отсутствие сероводорода нормируется для топлива Т-2 и для некоторых дизельных и котельных топлив.

Содержание меркаптановой серы нормируется для топлив Т1-С, Т-2 –не более 0,01% и отсутствие — для бензинов-растворителей.

Испытание на медную пластинку — качественная проба на свободную серу и активные сернистые соединения. Это испытание на коррозию медной пластинки должны выдерживать карбюраторные, реактивные и дизельные топлива.

Определение содержания общей серы

Для определения количественного содержания в нефтях нефтепродуктах так называемой «общей серы», т. е. серы, входящие в любые органические соединения, предложено большое число химических и физических методов анализа. Физические методы основаны на способности элементов, поглощать с различной интенсивностью рентгеновские и радиоактивные излучения. При текущем лабораторном контроле эти методы пока не применяются ввиду сложности оборудования, но вполне вероятно, что в недалеком будущем они найдут широкое распространение как методы автоматического контроля качества нефтепродуктов в потоке.

Сущность всех химических методов анализа заключается в том, что сера, входящая в состав сераорганических соединениях, количественно переводится либо в сероводород методом гидрирования, либо путем окисления в окислы серы затем легко определяется обычными химическими или физико-химическими методами количественного анализа. Из этих двух направлений наиболее широкое распространение получили окислительные методы. Следует, однако, отметить, что при микроанализе тяжелых нефтепродуктов, содержащих значительные количества серы, метод деструктивной гидрогенизации над платиновым катализатором имеет некоторые преимущества перед стандартным окислительным методом (сожжение в бомбе). Ввиду значительного различия нефтепродуктов между собой как по фракционному составу, так и по физическим свойствам, единых универсальных условий полного окисления сернистых соединений, входящих в их состав, подобрать не удается. Поэтому для различных нефтепродуктов применяются методы, значительно отличающиеся друг от друга, как по аппаратурному оформлению, так и по применяемому окислителю.

Сущность метода заключается в сжигании навески нефтепродукта в стеклянной лампочке с фитилём и поглощении образовавшегося при этом сернистого газа раствором соды:

SO2 + Na2 CO3 =Na2 SO3 + CO2

2 Na2 SO3 + O2 = 2Na2 SO4

Для количественного определения серы избыток соды оттитровывается соляной кислотой.

Метод предназначен для определения общей серы в светлых нефтепродуктах и в маловязких маслах, которые сгорают без остатка в лампочке прибора.

Na2CO3 ,0,3% водный раствор.

HCI, 0,05 н. Титрованный раствор.

Бес сернистый бензин.

Метиловый оранжевый, 0,05%водный раствор.

Рис. 1 Прибор для определения серы ламповым методом:

Устройство прибора и подготовка его к анализу

Прибор (рис. 1) состоит из фитильной лампочки 4, лампового стекла3, абсорбера1 и брызгоуловиПеред определением лампочку 4 и фитиль 5 промывают петролейным эфиром и сушат. Все остальные детали тщательно моют и ополаскивают дистиллированной водой. В большой резервуар абсорбера насыпают до2/3 его высоты чисто вымытые стеклянные бусы или отрезки стеклянных палочек в качестве насадки, улучшающей абсорбцию сернистого газа в поглотительном растворе. В абсорбер заливают из бюретки точно 10 мл раствора соды и 10 мл дистиллированной воды. При анализе масел заливают 25мл раствора соды. Смазывают шлифы 6 и собирают прибор. К брызгоуловителю подключают систему вакуума, снабженную промежуточной буферной ёмкостью. На резиновые трубки между насосом и буферной ёмкостью и между этой ёмкостью и брызгоуловителем надевают винтовые зажимы для регулирования просасывания воздуха. Таким образом, подготавливают одновременно три прибора для двух параллельных и одного контрольного определения. Поэтому присоединение брызгоуловителей к буферной ёмкости проводится с помощью стеклянного паука.

В чистые сухие лампочки отбирают пробы (навески) для анализа. При этом руководствуются следующим.

1. При анализе мало серных не коптящих бензинов наливают в лампочку 4-5 мл бензина.

2. При анализе высококипящих сернистых, но не коптящих, светлых нефтепродуктов наливают в лампочку 1,5-3 мл продукта. Далее в обоих этих случаях лампочку закрывают пробкой с фитильной трубкой, через которую пропущен фитиль. Нижний конец фитиля при этом должен расположиться по окружности дна лампочки. После того как фитиль пропитается продуктом, его наружный конец срезают вровень с концом фитильной трубки. Лампочку зажигают, устанавливают высоту пламени 5- 6 мм и гасят его. Закрывают лампочку колпачком и взвешивают на аналитических весах. Второе взвешивание для установления веса сгоревшего продукта проводится уже после сжигания в конце определения.

3. При анализе коптящих светлых нефтепродуктов, содержащих ароматические или непредельные углеводороды в значительных количествах, а также дизельного топлива наливают в предельно взвешенную вместе с фитилем и колпачком на аналитических весах чистую сухую лампочку 1-2 мл испытуемого продукта. Вставляют фитиль, закрывают колпачком и снова взвешивают для установления массы продукта, предназначенного для сгорания. После этого навеску разбавляют бес сернистым бензином, доводя общий объём до 4-5мл.

4. При анализе масел с вязкостью при 1000 С менее 10 сст отбирают 2-2,3мл, а при большей вязкости 0,9-1мл испытуемого продукта в чистые, сухие и предварительно взвешенные лампочки и взвешивают. Разбавление бензином в зависимости от вязкости испытуемого продукта проводят в отношении от 2,5:1 до 7:1.

Указанным способом отбирают две параллельные пробы. В третью лампочку, предназначенную для контрольного опыта, наливают без взвешивания этиловый спирт или бес сернистый бензин. Контрольный опыт ставится для того, чтобы исключить возможные ошибки в анализе за счёт кислых загрязнений в воздухе.

После того как приборы собраны и пробы набраны, включают насос и устанавливают равномерное и неинтенсивное просасывание воздуха через все три абсорбера. Лампочки ставят под ламповые стекла и зажигают их от спиртовки. Спичками поджигать лампочки нельзя. Края фитильных трубочек при этом должны быть расположены не более чем на 8мм выше нижнего края лампового стекла, а высота пламени должна быть равной 6-8мм. Пламя должно быть не коптящим, скорость просасывания воздуха и продуктов горения равномерной, и брызги из абсорбера не должны попадать в брызгоуловитель.

Весь этот режим регулируется винтовыми зажимами на вакуумной линии и высотой фитиля, которую можно изменять с помощью иглы. Любая регулировка фитиля должна проводится при погашенном пламени.

После полного сгорания навески продукта, в том случае если проводилось предварительное её разбавление, в лампочку снова наливается 1-2мл бес сернистого бензина, и его вновь полностью сжигают. Это необходимо для уменьшения ошибок, связанных с образованием на фитиле нагаров, при анализе коптящих или высококипящих нефтепродуктах. Лампочку в контрольном опыте гасят одновременно с окончанием сжигания в целевых пробах.

Через 5мин после сжигания насос останавливают, приборы разбирают и брызгоуловители, ламповые стёкла и верхние части абсорберов хорошо промывают дистиллированной водой, расходуя на это 50-70 мл воды. Все смывки собирают в абсорберы. Содержимое абсорбера переводят количественно в коническую колбу.

Иногда, при анализе высокосернистых продуктов, раствор после добавления к нему промывных вод и метилового оранжевого окрашивается в оранжевый цвет. Это указывает, что взятого количества раствора соды оказалось недостаточно для полного поглощения сернистого газа. В этом случае сжигание надо повторить с меньшей навеской испытуемого продукта.

Далее избыток соды в растворе оттитровывают 0,05 н. Соляной кислотой до оранжевого окрашивания. Вначале титруют раствор контрольного опыта, а затем растворы от целевых опытов, применяя при этом раствор контрольного опыта, окрашенный в оранжевый цвет, в качестве «свидетеля».

Содержание серы х (в вес. %) в анализируемом продукте рассчитывают по формуле

Где V- количество точно 0,05 N раствора соляной кислоты, пошедшее на титрование контрольного раствора, мл;

V1- то же, для испытуемой пробы;

0,0008 – количество серы, эквивалентное 1 мм точно 0,05 N раствора соляной кислоты, г;

G – навеска испытуемого продукта, г.

Расхождения между двумя параллельными определениями, согласно ГОСТ 1771 –48, не должны превышать 5% от величины меньшего результата.

Метод определения сжиганием в трубке

Сущность метода заключается в сожжении навески нефтепродукта при 900-9500С в точке воздуха в кварцевой трубке, улавливании образующихся оксидов серы подкисленным раствором перекиси водорода и объёмном определении серы по количеству образовавшейся серной кислоты в поглотительном растворе

SO2 + H2 O2= H2 SO4

H2SO4 +2 NaOH=Na2SO4 +2H2O

Метод предназначен для определения общей серы в маслах, в нефтях и в остаточных нефтепродуктах.

Серная кислота, 0,02 н. Раствор.

Едкий натр, 40%-ный и 0,02 н. Раствор.

Смешанный индикатор:0,2 % раствор в спирте метилового красного и 0,1% раствор в спирте метиленового синего (1:1).

Марганцовокислый калий, 0,1М раствор.

Аппаратура и подготовка её к анализу

Аппарат для сожжения навески нефтепродукта изображен на рис. 2. Промывание склянки 1-3 служат для очистки воздуха. Кварцевая трубка 4 соединяется с коленом 7 на шлифе. Подвижная электропечь должна обеспечивать нагрев до 9500 С.

Рис. 2. Схема прибора для определения серы методом сжигания в трубке:

1- промывная склянка с раствором КМпО4; 2- то же с 40% раствором NaОН; 3- то же с ватой; 4- кварцевая трубка; 5- лодочка для навески; 6- электропечь; 7- соединительное кварцевое колено; 8- абсорбер; 9- трубка к вакуум – насосу.

Контроль за температурой в печи осуществляется с помощью хромель-алюмелевой термопары и пирометрического милливольтметра. Для регулировки температуры в печи используется ЛАТР-1. В системе воздуха вакуума до абсорбера 8 должен быть включен реометр для измерения скорости просасывания воздуха. В абсорбер 8 перед сожжением наливают 150 мл дистиллированной воды, 5мл перекиси водорода и 7мл 0,02 н. Раствора серной кислоты. Собирают прибор, как указано на рисунке 2, закрывают свободный конец кварцевой трубки пробкой и проверяют всю систему на герметичность. Для этого при закрытом кране на отводной трубке от промывной склянки 1 включают водоструйный вакуум – насос. Если система герметична, то ни в абсорбере, ни в промывных склянках не будет пробулькивания пузырьков воздуха. После проверки на герметичность включают печь и вставляют в неё термопару, так чтобы спай её находился в середине печи.

Отбирают навеску анализируемого нефтепродукта в количестве от 0,05 до 0,2 г (в зависимости от ожидаемого содержания серы) в стандартную фарфоровую лодочку 5 с точностью до 0,0002 г. Навеска должна быть равномерно распределена по всему дну лодочки. Затем осторожно засыпают навеску измельченной и предварительно прокаленной при 900-9500С шамотной глиной. При сжигании нефтяного кокса эту засыпку делать не надо. Подготовленную лодочку вставляют в кварцевую трубку перед входом последней в печь. Быстро закрывают снова отверстие трубки пробкой и включают вакуум –насос, поддерживая скорость просасывания воздуха через систему равной 500 мл/мин. Когда печь нагреется до 9000 С, начинают сожжение, постепенно надвигая печь на лодочку. Для полного сгорания навески достаточно нагревания в течение 30-40 мин. По истечении этого времени отодвигают печь, отключают вакуум и отсоединяют абсорбер. Промывают кварцевое соединительное колено 25 мл дистиллированной воды, сливая промывные воды в абсорбер. После этого оттитровывают содержимое абсорбера при помощи микробюретки 0,02 н. Раствором едкого натра в присутствии 8 капель смешанного индикатора до перехода красно-фиолетовой окраски в грязно-зелёный цвет. Совершенно аналогичным образом проводят контрольный опыт без навески нефтепродукта. Содержание серы х (в вес. %) рассчитывается по формуле

Где, V- количество раствора точно 0,02N NaOH, пошедшего на титрование в целевом опыте, мл;

V1- то же в контрольном опыте, мл;

0,00032 – количество серы, соответствующее 1 мл точно 0,02 N раствора NaOH, г;

G — навеска нефтепродукта, г.

Расхождения между результатами параллельных определений, согласно ГОСТ 1437-56, не должны превышать 5%. Если содержание серы в продукте превышает 0,5%, то допускаются расхождения в параллельных пробах до 10% от величины меньшего результата.

Качественное и количественное определение активных сернистых соединений

Качественная проба на присутствие сероводорода

10мл испытуемого топлива смешивают в делительной воронке с 10 мл 2% раствора NaOH и тщательно встряхивают. Сероводород при этом в виде кислой соли NaHS переходит в щелочной слой. После отстоя спускают 3-5 мл водно-щелочного слоя в пробирку, подкисляют

0,5 мл концентрированной HCI и слегка нагревают при взбалтывании, не доводя до кипения. При этой операции из раствора выделяется газообразный сероводород. О его наличии судят по окрашиванию индикаторной свинцовой бумажки, поднесённой к краю пробирки. Если сероводород присутствует, то свинцовая бумажка окрасится в цвета от светло-коричневого до тёмно-коричневого и даже черного. Индикаторная бумажка готовится пропитыванием отрезков фильтровальной бумаги 10% раствором уксуснокислого свинца или другими водорастворимыми солями свинца

Испытание на медную пластинку

Испытания воздействия топлива на медную пластинку при повышенной температуре является весьма чувствительной качественной пробой на присутствие активных сернистых соединений (S и H2S). Даже при очень малом содержании элементарной серы в бензине (0,00001%) медная пластинка, погруженная в этот бензин на 3 ч при 100 0 С, покрывается бледно-серыми пятнами. При большем содержании серы ( тысячные доли процента ) за 3 ч при нагреве до 50 0 С пластинка покрывается черным налётом. Минимальное присутствие H2S приводит в этих условиях к окрашиванию пластинки в серый цвет с красными разводами. Менее чувствительна пластинка при 50 0 С к воздействию меркаптанов.

Испытание по ГОСТ 6321-52 проводится с пластинками из электролитной меди размером 40X10X2 мл, отшлифованными шкуркой с зернистостью абразивного материала № 000 до чистоты поверхности Ñ 8. Отшлифованные пластинки промывают спиртом и эфиром и высушивают на фильтрованной бумаге. После подготовки пластинки руками её трогать нельзя. Не фильтрованное испытуемое топливо наливают в пробирку высотой 140-150 и диаметром 15-20 мл примерно до половины её высоты и туда же щипцами опускают подготовленную медную пластинку. Пробирку закрывают корковой пробкой и помещают в водяную баню, нагретую до 50 0 С. Уровень воды в бане должен быть выше уровня топлива в пробирках. По истечению 3 ч пластинки вынимают и промывают в фарфоровой чашке подогретым ацетоном или спиртобензольной смесью. Для каждого образца топлива проводят два параллельных испытания.

Если после опыта медная пластинка хотя бы в одной из параллельных проб покрылась чёрными, тёмно — коричневыми или серо-стальными налётами и пятнами, то топливо считается не выдержавшим испытание и бракуется.

Количественное определение содержания меркаптановой серы

Водные растворы солей двухвалентной меди количественно реагируют с меркаптанами с образованием и меркаптидов:

СuSO4 + 2 RSH R-S-Cu-S — R+H2O+(NH4)2SO4

На этом и основан метод Адамса, по которому о количестве меркаптановой серы судят по результатам прямого титрования исследуемого топлива аммиачным раствором сернокислой меди. Детали метода стандартизированы ГОСТ 6975-57.

Аммиачный раствор сернокислой меди 3,91 г свежеперекристаллизованной соли состава СuSO4 * 5H2O растворяют в литровой мерной колбе в 700 мл дистиллированной воды. Затем к раствору постепенно добавляют 25-27% водный аммиак до полного растворения выпадающего вначале осадка основной соли меди. Затем прибавляют ещё 50 –100 мл раствора аммиака и доводят объём раствора до метки дистиллированной воды. Полученный раствор синего цвета должен быть совершенно прозрачным.

Тиосульфат натрия, 0,1 н. титрованный раствор.

Крахмал, 0,5% раствор.

Установление титра рабочего раствора

Титр аммиачного раствора сернокислой меди устанавливают йодометрическим методом. Для этого 100 мл раствора подкисляют серной кислотой до полной нейтрализации аммиака и добавляют ещё небольшой избыток серной кислоты (1-2мл). Раствор охлаждают и вносят в него 3 г йодистого калия. Выделившийся йод оттитровывают 0,1 н. раствором тиосульфата натрия с крахмалом в качестве индикатора до исчезновения синего окрашивания.

Титр рабочего раствора, выраженный в граммах меркаптановой серы на 1мл, вычисляют по формуле

Т=VT1∙ 32,06 ∙2/126,91∙100

где V — объём 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, пошедший на титрование, мл;

T1- титр 0,1 н. раствора тиосульфата, г йода;

32,06- атомный вес серы;

2 – стехиометрический коэффициент основной реакции образования меркаптида меди (RS — Cu-SR);

126,91 – атомный вес йода.

Если раствор приготовлен, как описано выше, то 1 мл его содержит 0,001г сернокислой меди, что соответствует 0,001 г меркаптановой серы.

Пробы для анализа берутся по объёму в следующих количествах: при содержании меркаптановой серы до 0,01%-100 мл, от 0,01 до 0,02% — 50 мл, от 0,02% и выше – 25 мл.

Если топливо содержит древесно-смольный антиокислитель или параоксидифениламин, а так же продукты крекинга, то его предварительно дважды обрабатывают 10% раствором аммиака, взятым в количестве 20% к объёму топлива, затем промывают водой и фильтруют.

Проба анализируемого топлива помещается в делительную воронку ёмкостью 200 — 250 мл и титруется из бюретки рабочим раствором. Вначале титрованный раствор добавляют по 1мл, затем по 0,5 мл и, наконец, по 3 – 4 капли. После каждой добавки аммиачного раствора сернокислотной меди воронку с топливом энергично встряхивают до исчезновения голубого окрашивания нижнего водного слоя. Обесцвечивание раствора указывает на присутствие меркаптана и образование меркаптидов. Для более четкого определения конца титрования о накоплении 4 –5 мл обесцвеченного водного слоя его сливают. Если наблюдение за краской этого слоя затруднено или маскируется цветом стекла делительной воронки, то 2 –3 капли его спускается в белую фарфоровую чашку, где голубой цвет хорошо заметен. Титрованием ведут до появления бледно-голубого окрашивания водного слоя, неисчезающего при интенсивном встряхивании воронки с содержимым в течение 5мин. Содержание меркаптановой серы х (в вес. %) в испытуемом топливе вычисляют по формуле:

Где V2 – объём аммиачного раствора сернокислой меди, пошедшей на титрование, мл;

Т – титр рабочего раствора, г меркаптановой серы на 1 мл раствора;

V3 — объём топлива, взятый на анализ, мл;

Р20 — плотность анализируемого топлива при температуре анализа.

Расхождение между двумя параллельными анализами не должны превышать 0,0005%.

Нормируемые показатели по содержанию серы, содержащейся в нефтепродуктах, выпускаемых на «ОАО-Сибнефть-НПЗ»

Видео:Работа двигателя на спиртовом бензине ВАЗ 16VСкачать

Дизельное топливо и сера: проблемы и решения

Эта статья родилась из случайного разговора с коллегой, когда прозвучала фраза о том, что по оценкам представителей зарубежных автостроительных компаний при том содержании серы, которым отличается российское топливо, ни один дизель не может пройти больше 600 тыс. км. Но ведь ходят! Мы задумались, и поняли, что здесь все не так просто, как хотелось бы нашему коллеге. И чтобы не плодить домыслы и легенды обратились к специалистам: уже хорошо известному нашим читателям Виктору Давидовичу Резникову и его коллеге по ВНИИ НП, специализирующемуся на топливе, Аркадию Мироновичу Бакалейнику.

Сера и ее соединения в качестве естественной составляющей входят в состав сырой нефти в виде элементарной серы, сероводорода и различных органических соединений (меркаптанов, сульфидов, дисульфидов и др.), при этом в более тяжелых погонах нефти серы и сернистых соединений содержится больше, чем в легких. Элементарная сера, сероводород, меркаптаны обладают высокой коррозионной агрессивностью, поэтому в бензинах и дизельных топливах их присутствие не допускали (сера и сероводород) или строго ограничивали (меркаптаны). Общее содержание остальных соединений серы в топливе ограничивают предельной нормой показателя «массовая доля серы». Ужесточение норм по этому показателю требует углубления очистки от серы и, соответственно, дополнительных затрат на производство топлива, повышает его стоимость, сокращает ресурсы. Поэтому в определенном количестве сера присутствует во всех коммерческих топливах.

Напомним, что действующий стандарт делит дизельное топливо на «сернистое» и «малосернистое». В эти термины в разное время вкладывали различный смысл. Когда производители техники совсем не имели или имели минимальные ограничения выбросов вредных веществ, содержание серы нормировали, исходя из возможности обеспечения надежной работы двигателя без существенного снижения его ресурса, но так, чтобы это не уменьшало выход топлива и не повышало его стоимости.

На этом этапе, т.е. в 50-х – 70-х годах, к «сернистому» относили дизельное топливо с содержанием серы около 1,0%, а «малосернистым» считали топливо, в котором ее было не более 0,2%. Главной проблемой при использовании сернистых топлив было увеличение износа деталей цилиндро-поршневой группы дизелей и рост количества отложений на них под действием продуктов сгорания серы. Большая часть этих продуктов (SO2 и SO3) выбрасывается с отработавшими газами в атмосферу, но и то количество SO2 и SO3, которое с парами воды образовывает сернистую и серную кислоты, значительно увеличивает коррозионное изнашивание цилиндров, поршневых колец и других деталей, способствует нагарообразованию, нарушающему теплоотвод от поршня, подвижность поршневых колец, снижающему компрессию.

Для решения этих проблем дизельным маслам с помощью щелочных моющих присадок придали нейтрализующую способность. Присадки практически полностью предотвращают коррозионное изнашивание деталей двигателей и повышенное нагарообразование. При достаточной щелочности масла (около 8 – 10 мг КОН/г) износ комплекта поршневых колец при работе на топливах с содержанием серы 1,0; 0,5 и 0,2% практически одинаков, если смена масла выполняется своевременно. При работе на топливе с высоким содержанием серы щелочное число масла убывает быстрее и пробег до смены масла сокращается.

Сегодня ситуация изменилась. Теперь «сернистым» называют топливо, содержащее 0,2% серы, а в «малосернистом» ее может иметься всего 0,035% и менее. В чем причина таких резких перемен?

В последние годы в связи с остротой проблемы загрязнения окружающей среды от эксплуатации быстро растущего многомиллионного парка автомобилей вводятся все более строгие нормы на выбросы автомобилем токсичных соединений, твердых частиц, других загрязнителей воздуха. Соблюдение этих норм потребовало от производителей техники применения в конструкции автомобилей различных систем управления выбросами (дожигателей, каталитических нейтрализаторов, фильтров и т.д.), а также изменений в организации процесса сгорания, введения рециркуляции отработавших газов, новых систем впрыскивания топлива.

Наличие сернистых соединений в топливе повышает токсичность отработавших газов не только непосредственно – за счет увеличения в них концентрации оксидов серы и твердых частиц, но и опосредованно – за счет снижения эффективности и надежности работы современных систем управления составом отработавших газов. Поэтому в настоящее время наряду с разработкой и производством техники, отвечающей новым стандартам на выбросы вредных веществ, постепенно вводятся более строгие ограничения на содержание серы в автомобильных топливах.

Дизельные топлива в России в настоящее время вырабатывают по ГОСТ 305-82 и по более тридцати техническим условиям (ТУ). По этим документам дизельные топлива производятся не только для автотранспорта, но также для сельскохозяйственной техники, строительных и дорожных машин, тепловозов, судов и т.д. В соответствии с ГОСТ 305-82 сейчас в России вырабатывается 80 – 85%, т.е. основной объем дизельного топлива. Уровень содержания серы в 0,2% можно считать для России базовым. В дизельном топливе вида 2 по этому стандарту допускается даже содержание серы до 0,5%. Однако эта норма пересматривается в сторону ужесточения в отношении содержания серы, вводится также топливо с предельным содержанием в 0,05%.

Для использования в крупных городах или регионах со сложной экологической обстановкой разработаны технические условия на дизтопливо с улучшенными экологическими свойствами – городское (ТУ 38.401-58-170-96) с содержанием серы не более 0,05% и «экологически чистые» топлива (ТУ 38.1011348-99), предусматривающие среди прочих ограничений выпуск топлива с содержанием серы не более 0,035%.

С 1 ноября 2001 г. утверждены и введены в действие ТУ 38.401-58-296-2001 «Топливо дизельное автомобильное. Технические условия», разработанные на базе аутентичного перевода EN-590-2000 с нормой содержания серы не более 0,035%, для автомобилей, соответствующих требованиям Euro-3. К 2003 – 2005 гг. намечается гармонизация отечественных стандартов на бензин и дизельное топливо с европейскими требованиями для автомобилей уровня Euro-3. Это означает ограничение содержания серы в бензинах до 0,015%, а в дизельном топливе до 0,035%. Но введение подобных стандартов не будет означать одновременный переход на новые требования: процесс продолжится не менее 5 лет. В этот период будут одновременно действовать «старые» и «новые» требования.

Дизельные топлива с содержанием серы меньше 0,035% имеют худшие смазывающие свойства. Их применение приводит к существенному увеличению износа плунжеров насоса высокого давления и снижению срока безотказной работы других агрегатов топливной аппаратуры. Стал необходимым ввод в топлива присадок, улучшающих их смазывающие свойства. В России такие присадки пока еще серийно не производятся. И это не единственная проблема, связанная с переходом на новые стандарты.

К сожалению, на наших АЗС до сих пор не организован раздельный сбыт дизельных топлив разных марок, отличающихся по содержанию в них серы и другим показателям, характеризующим их экологичность. Эта актуальная задача должна быть решена, так как смешение топлив в одной емкости АЗС приводит к ухудшению качества экологичных сортов. Но это уже вопрос реформирования инфраструктуры, которое потребует немалого времени.

Видео:Бензин стал белымСкачать

На что влияет уровень концентрации серы в дизельном топливе?

Одной из главных потребительских характеристик ДТ является содержание серы в составе горючего. Уровень ее концентрации оказывает ощутимое влияние на качество работы и техническое состояние различных узлов и механизмов машины с двигателем внутреннего сгорания. Покупатели, желающие приобрести нефтепродукт, содержание серы в котором соответствует требованиям ГОСТ, могут ознакомиться с нашими ценами на топливо для дизельных двигателей.

Виды воздействия примеси

Сернистые соединения в составе ДТ, вступая в реакцию с водяными парами, создают мощный коррозионный эффект. Таким образом, при высоком уровне концентрации серы в горючем происходит интенсивное ржавление внутренних металлических поверхностей топливной системы.

При высоком содержании серы в составе ДТ увеличивается количество продуктов сгорания топлива. Эти вещества оседают на внутренних поверхностях двигателя в виде налета. Как следствие, нарушается нормальный процесс теплообмена ДВС с окружающей средой и ухудшается качество моторного масла. К тому же сернистые отложения оказывают сильное абразивное воздействие на подвижные детали двигателя, провоцируя их ускоренный износ.

Большая часть сернистых соединений в составе ДТ задерживается топливным фильтром. Однако при высокой концентрации таких примесей происходит стремительное исчерпание эксплуатационного ресурса уловителя. При тотальном засорении очистительного устройства серой горючее начинает поступать в двигатель через обходной клапан неочищенным.

Также уровень концентрации серы в дизельном топливе влияет на состояние выхлопной системы автомобиля. В частности, при повышенном содержании этого загрязнителя довольно быстро приходит в негодность катализатор. На фоне некорректной работы керамического фильтра выхлопной системы, который взаимодействует с лямбда-зондом, зачастую наблюдается ухудшение динамических характеристик двигателя и перерасход горючего. Еще одним негативным последствием чрезмерного содержания серы в ДТ является повышение токсичности выхлопных газов.

🎬 Видео

КАК РЕАЛЬНО ЕЗДИТЬ НА ПАРАХ БЕНЗИНА???!!! есть вариант!Скачать

Самые проверенные способы, как экономить топливо всегда / АвтоХакСкачать

Курс #GDI# и #FSI#. Часть 1.1. Двигатели с непосредственным впрыском бензина. Теория.Скачать

Работа двигателя на бензине, спирте, ацетилене с прозрачной крышкойСкачать

Двигатель внутреннего сгорания на бензине. Октановое число бензина. Анализ бензина. ДВССкачать

Улучшенный бензин - это обман?Скачать

ЗАЛИЛ 100 (98) бензин - УГРОБИЛ ДВИГАТЕЛЬ? Не делай этого!Скачать