Фракционный состав

Фракционированием называется разделение сложной смеси компонентов на смеси более простого состава или, в пределе, на индивидуальные составляющие. Применительно к нефти такое раз­деление можно проводить различными методами, основанными на различии в физико-химических свойствах веществ нефти: темпера­турах кипения (перегонка и ректификация), скоростях испарения, зависящих главным образом от молекулярной массы (молекуляр­ная перегонка, тонкослойное испарение), склонности к адсорбции на различных пористых телах (хроматография), растворимости в различных растворителях (экстракция), температурах плавления (кристаллизация из растворов) и др.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА НЕФТЕПРОДУКТОВ РАЗГОНКОЙ В СТАНДАРТНЫХ АППАРАТАХ

В технических условиях на авиационные и автомобильные* бен­зины, авиационные, тракторные и осветительные керосины, дизель­ные топлива, а также растворители одним из важнейших показа­телей является фракционный состав. Обыкновенно для этих нефте­продуктов при проведении разгонки в стандартных условиях нормируются: температура начала кипения, температуры, при ко­торых отгоняется 10, 50, 90 и 97,5% (об.) от загрузки, а также остаток (в %)! и иногда температура конца кипения.

Фракционный состав моторных топлив имеет очень важное эксплуатационное значение, так как характеризует их испаряе­мость в двигателях и давление паров при различных температурах и давлениях. Топливо для двигателей с зажиганием от искры долж­но иметь такую испаряемость, которая обеспечила бы легкий за­пуск двигателя при низких температурах, быстрый прогрев двига­теля, его хорошую приемистость к переменам режима и равномерное распределение топлива по цилиндрам. Топливо для воздушно-реактивных двигателей должно быть утяжеленного фракционного состава (порядка 150—280 °С) для обеспечения надежной работы системы подачи топлива на больших высотах без образования паровых пробок. Вместе с тем топливо должно отличаться хоро­шей испаряемостью в камере сгорания и полнотой сгорания.

Фракционный состав дизельного топлива также оказывает большое влияние на скорость его испарения и образование смеси с воздухом после впрыска. Однако облегчение фракционного со­става ухудшает воспламенительные свойства дизельного топлива. Хотя условия испарения топлива в двигателях резко отличаются от условий перегонки в стандартном аппарате, однако при испы­таниях различных топлив в дорожных и летных условиях была найдена определенная связь между нормируемыми температурами при стандартной разгонке и поведением топлива в двигателе. Это и дает возможность устанавливать необходимые требования к Фракционному составу топлив, предназначенных для различных двигателей. Поясним для примера значение нормируемых темпера­тур при разгонке автомобильных и авиационных бензинов.

Температура начала кипения и особенно температура выкипа­ния 10% топлива tio характеризует пусковые свойства топлива. Чем ниже эта температура, тем, следовательно, больше в топливе легкоиспаряющихся веществ и тем легче и при более низкой тем­пературе можно запустить холодный двигатель. Однако чрезмерное облегчение фракционного состава, особенно для авиационных топлив, недопустимо, так как приводит к образованию газовых пробок в топливоподающей системе и прекращению подачи топли­ва в камеру сгорания. Поэтому температура начала кипения нор­мируется всегда не ниже определенного значения.

Температура выкипания 50% топлива /50 оказывает решающее влияние на быстроту прогрева запущенного на холоду двигателя и на расход топлива для этой цели. С понижением /50 прогрев ускоряется, а расход топлива на него снижается; значительно улучшается также приемистость двигателя, т. е. легкость перехода его с одного режима на другой, что особенно важно для автомо­бильных двигателей в условиях городского транспорта. Но и чрез­мерное уменьшение t5o также нежелательно, поскольку при испа­рении легколетучих веществ температура существенно понижается и это может вызвать обледенение карбюратора даже при темпера­турах выше 10 °С. Не меньшее значение имеет и полнота испарения топлива, ко­торая по данным стандартной разгонки хорошо характеризуется температурами выкипания 90, 97—98% топлива и конца кипения. При повышении этих температур уменьшается полнота испарения топлива, что влечет за собой неравномерность в его распределении но цилиндрам двигателя, разжижение смазки, увеличение расхода топлива и масла.