• керосины;
• топливо для реактивных двигателей.
Бензины предназначены для работы поршневых двигателей с принудительным воспламенением от искры. При изготовлении современных товарных бензинов используют смешивание (компаундирование) продуктов прямой перегонки нефти различного фракционного состава, каталитического крекинга (расщепления в присутствии катализаторов), гидрокрекинга (перегонка с водяным паром), пиролиза (глубокое расщепление жидких и твердых углеводородов сложного состава до простейших углеводородов). В состав бензинов также входят технический бутан, пентан, гексан и т.д.
Рис. 11. Классификация товарных НП и ГСМ
В некоторые виды бензинов, которые не удовлетворяют требованиям стандартов по детонационной стойкости, добавляют высокооктановые компоненты (до 30%), в качестве которых используют ароматические углеводороды.
В состав некоторых марок бензинов добавляют присадки, которыми являются вещества различного химического состава, добавляемые в малых количествах для повышения их эксплуатационных характеристик. Содержание присадок в жидких топливах не превышает сотых или десятых долей по массе. Присадки к топливам улучшают процессы сгорания, способствуют сохранению первоначальных свойств топлива при хранении, транспортировке, использовании, снижают вредное воздействие топлива на механизмы и аппаратуру, облегчают использование топлива при низких температурах. Наибольшее применение получили следующие присадки к бензинам:
• антиоксиданты (антиокислители) (параоксидифениламин, альфа-нафтол), ингибиторы химические, дезактиваторы металла (препятствуют протеканию нежелательных химических реакций);
• стабилизаторы (способствуют сохранению устойчивости смеси);
• противонагарные (препятствуют отложению нагара на цилиндрах и поршнях двигателя.
Используемый ранее в качестве антидетонатора тетраэтилсвинец в настоящее время не применяется из-за своей повышенной токсичности.
Основной характеристикой бензинов является детонационная стойкость, показателем которой является октановое число, равное содержанию (% об.) изооктана в смеси с n-гептаном. Данная смесь по детонационной стойкости должна быть эквивалентна топливу, испытываемому в стандартных условиях. Так, топливо с октановым числом 92 по своей детонационной стойкости эквивалентно смеси, состоящей из 92% (об.) изооктана и 8% (об.) n-гептана. В настоящее время выпускают следующие марки автомобильных бензинов: А-72, А-76, АИ-92, АИ-95, АИ-98. Буква «А» обозначает, что бензин автомобильный, «И» — значение октанового числа определено исследовательским методом. Цифры соответствуют минимальному октановому числу. Этилированные бензины, например А-76, окрашивают красителями желтого цвета: «желтый К» — концентрация 6 ± 0,1 мг/кг или «желтый Ж» — концентрация 4 ±0,1 мг/кг).
Кроме автомобильных бензинов, отечественной промышленностью выпускаются авиационные бензины (в обозначении бензинов присутствует буква «Б»), например, Б-100/130; Б-95/130; Б-91/115 (ГОСТ 1012-72). Числитель дроби показывает минимальное октановое число, определенное по моторному методу. Знаменатель дроби указывает сортность.
Помимо указанных, промышленностью в настоящее время выпускаются также бензин-растворитель для резиновой промышленности (ГОСТ 443-7.6), бензин-растворитель для лакокрасочной промышленности (ГОСТ 3134-78) и пр.
Дизельные топлива (ДТ) предназначены для работы дизельных и газотурбинных двигателей наземной и судовой техники и представляют собой прямогонные фракции нефти, выкипающие при температуре 150-360 °C. Их изготавливают компаундированием (смешиванием) дистиллятных фракций, получаемых в процессе перегонки нефти и подвергнутых затем гидроочистке и депарафинизации (удалению парафиновых фракций). В зависимости от условий применения установлены три вида дизельных топлив по ГОСТ 305-82: Л, З, А:
1) Л — летнее, для эксплуатации при температуре от 0 °C и выше.
2) З — зимнее, для эксплуатации в температурном режиме до -35 °C.
3) А — арктическое, по условиям применения до -50 °C и ниже.
По содержанию серы ДТ подразделяется на два вида: для первого массовая ноля серы не превышает 0,2%; для второго и третьего — 0,5%. Для марки А массовая доля серы составляет не более 0,4%. В условное обозначение дизельных топлив марки Л входят массовая доля серы и температура вспышки. Температура вспышки — это минимальная температура, при которой происходит кратковременное воспламенение паров нефтепродуктов от пламени в условиях испытания в закрытом или открытом тигле. Например, дизельное топливо летнее с массовой долей серы 0,2% и температурой вспышки 40 °C обозначают как Л-0,2-плюс 40 ГОСТ 305-82. У зимнего топлива в обозначении присутствует температура застывания: З-0,2-минус 35 ГОСТ 305-82. У арктического дизельного топлива указывается только массовая доля серы, например А-0,4 ГОСТ 305-82.
К основным показателям качества ДТ относят воспламеняемость, вязкость, температуру застывания, фракционный состав, содержание серы, механических примесей и воды.
Воспламеняемость ДТ оценивается цетановым числом (ЦЧ). В качестве эталонов для его определения принимают гексадекан (ЦЧ = 100) и сульфаметилнафталин (ЦЧ = 0). Цетановое число топлива равно содержанию цетана в смеси с сульфаметилнафталином, которая в стандартных условиях испытания адекватна по воспламеняемости испытываемому топливу. Цетановое число зависит от химической природы топлива. Оптимальным цетановым числом является 40-50. Превышение этого значения приводит к увеличению расхода топлива за счет уменьшения полноты сгорания, а занижение — к жесткой со стуком работе двигателя.
Температура застывания ДТ должна быть на 10-15 °C ниже температуры воздуха, так как при меньшей разнице ДТ густеет. Основные марки дизельного топлива следующие:
• ДАЭЧ — арктическое, экологически чистое с низким содержанием серы (не более 0,05% — I вид; не более 0,1% — II вид) и ароматических углеводородов;
• ДЛЭЧ — летнее, экологически чистое с низким содержанием серы (0,05-1%);
• ДЛЭЧ-В — летнее, экологически чистое с низким содержанием серы и ограниченным содержанием ароматических углеводородов;
• УФС — дизельное топливо с утяжеленным фракционным составом, как следствие, с более высокой (на 20-30 °C) температурой окончания кипения;
• ДЛЭ, ДЗЭ — экспортные дизельные топлива, летнее и зимнее соответственно;
• РФС — дизельное топливо с расширенным фракционным составом, с добавлением бензиновых фракций, позволяющих повысить ресурс двигателя на 30%, низкой вязкостью и температурой вспышки.
Керосины используют в бытовых нагревательных и осветительных приборах. Отличительной особенностью керосинов является ограничение содержания тяжелых углеводородных фракций, ухудшающих процесс горения. С уменьшением содержания ароматических углеводородов возрастает интенсивность свечения и теплотворная способность. Поэтому керосины различают в зависимости от высоты некоптящего пламени — показателя, зависящего от содержания ароматических углеводородов. Существенным требованием, предъявляемым к керосинам, является минимальное содержание в них смол и нафтеновых кислот, засоряющих поры фитилей.
К этой же группе топлив относится лигроин (ОСТ 38 01423-87), представляющий собой фракцию прямой перегонки нефти и применяемый в приборостроении в качестве наполнителя для жидкостных приборов. Лигроин — легковоспламеняющаяся прозрачная бесцветная или слабо-желтая жидкость с температурой кипения в пределах 120-240 °C. Температура самовоспламенения лигроина 380 °C, вспышки — 10 °C.
На основе бензиновой фракции прямой перегонки изготовляют также уайт-спирит — растворитель для лакокрасочной промышленности. Температура кипения уайт-спирита 165-200 °C, содержание ароматических углеводородов — 16%.
Топливо для реактивных двигателей. Основными марками топлив для авиационных двигателей с дозвуковой скоростью полета являются ТС-1, РТ, Т-1, Т-1C. Температура кипения указанных топлив лежит в пределах от 130 до 280 °C, температура самовоспламенения — 220 °C. Топливо марок РТ и ТС-1 получают прямой перегонкой с применением дополнительной очистки и смешиванием прямогонного и гидроочищенного компонентов. Для сверхзвуковой авиации выпускается топливо марок Т-6 и Т-8В, которое получают путем гидрокрекинга вакуумного дистиллята, а также из прямогонного сырья с применением процессов очистки и уменьшением количества ароматических соединений.
Смазочные масла. Современные смазочные масла представляют собой сложные смеси различных компонентов, каждый из которых выполняет свои функции. Их изготовляют на основе базовых масел: дистиллятных (получаемых на основе вакуумной перегонки мазутов); остаточных или их смесей (получаемых из деасфальтизированных масляных гудронов), в которые вводят присадки различного назначения или их композиции, улучшающие эксплуатационные свойства. По происхождению смазочные масла подразделяют на нефтяные (минеральные), синтетические и смешанные (содержат в различных соотношениях синтетические и нефтяные компоненты). Минеральные смазочные материалы изготовляют из мазута, представляющего собой остаток после атмосферной перегонки нефти, и гудрона — остатка после вакуумной перегонки мазута. В качестве синтетических масел используют синтетические углеводороды, эфиры, галогениды углерода, полиалкиленгликоли. Синтетические углеводороды получают полимеризацией олефинов (этилена, пропилена и т.д.). Синтетические масла имеют более низкую по сравнению с минеральными маслами испаряемость, повышенную термическую и химическую стабильность. Они устойчивы к действию высоких температур (до 300-400 °C) и радиации. Синтетические масла имеют также по сравнению с минеральными более выраженные противоизносные свойства.
