< Попер   ЗМІСТ   Наст >

Технологія виготовлення сумішевих бензинів

Проблема виробництва сумішевого бензину на даний час є актуальною для розвинутих Європейських країн. Більшість країн, як і Україна мають дефіцит запасів нафти й розширюють практику використання сумішевого бензину. У світі близько 85% спирту застосовується в технічних цілях, у тому числі 80 % в якості біопалива, яке за своїми властивостями практично не поступається бензину. При цьому світовий ринок паливного біоетанолу щорічно зростає на 20...25 % та, за прогнозами експертів, виробництво та використання етанолу до 2020 року сягне на планеті 120 млрд літрів на рік [19,21,22,23]. Для України більш прийнятним варіантом є етиловий спирт, який виробляється із зернової сировини або меляси (відхід цукрового виробництва). На сьогодні Україна реально налічує 81 спиртозавод загальною потужністю 63,2 млн. тонн в рік, значна частина яких простоює (за даними асоціації "Укрспирт", коефіцієнт використання потужностей в 2005 року склав 44%). З наявністю сировини особливих проблем немає - наші спиртозаводи достатньо мобільно перерозташовуються на різні види, які змінюються залежно від кон'юнктури ринку (пшениця, жито, ячмінь, кукурудза). 22 грудня 2005 року Верховною Радою України ухвалений Закон України "Про внесення змін до деяких законів України (відносно стимулювання виробництва бензинів моторних сумішевих)", яким передбачено впровадження.терміну "біоетанол", визначені умови ліцензіонування виробництва цієї продукції і передбачено встановлення специфічних ставок акцизного збору на бензинові моторні суміші з добавками на основі біоетанолу, зміст якого складає від 2 до 5%. Як видно, потенціал для виробництва біопалива в Україні є, і він досить високий. Біоетанол в більшості випадків є свого роду присадкою до бензину. При цьому суміші етанолу і бензину маркіруються букой Е (ethanol) і числом, що вказує на його частку в паливі. Найбільш поширені марки Е5, Е7.

Таблиця 25.13.

Параметри біоетанолу порівняно з бензином

Паливо

Щільність, кг/л

Теплопровідна здатність (20 °С),

В'язкість (20°С),мм2/з

Октанове число

Температура спалаху, (°С)

Еквівалентність палива

Бензин

0,76

42,7

0,6

92

<21

1

Біоетанол

0,79

26,8

1,5

> 100

<21

0,65

Для використання таких марок палива внесення змін в конструкцію бензинового двигуна не потрібно, а ось марки Е85, Е95 і Е96 із змістом етанолу відповідно 85,95 і 96 % - вимагають спеціальної модифікації системи живлення і запалення автомобіля. Застосування етанолу дозволяє не лише зменшити нафтову залежність держави і викиди вуглекислого газу з вихлопом, але і підвищити детонаційну стійкість (октанове число) використовуваємого бензину, а також понизити вміст токсичних ароматичних вуглеводнів (таблиця 25.14).

Таблиця 25.14.

Фізико-хімічні властивості автомобільного бензину з добавкою біоетанолу

Показник

Бензин

Бензин +10% біоетанолу

Детонаційна стійкість (октанове число)

по моторному методу

83,3

85,6

по дослідницькому методу

92,6

95,4

Тиск насиченої пари, кПа

37,3

45,1

Втрати від випару, %

0,45

0,5

Корозійна активність (зміна маси свинцевої пластини), г/м2

0,55

0,7

Сумішеві бензини з етанолом ε перспективними для карбюраторних двигунів. Основними джерелами на даний момент є нафта, природній газ і вугілля, проте запаси цих джерел швидко виснажуються і отримана з Їх допомогою енергія постійно дорожчає. Крім того, при спалюванні копалини пального, в атмосферу викидається велика кількість небезпечних для людей з'єднань, в повітрі швидко підвищується концентрація діоксиду вуглецю, яка збільшує парниковий ефект. [22, 23, 26, 26]. Гідродинамічно-активні суміші бензину з етанолом найчастіше прийнято називати “ сумішевим бензином" (надалі “СБ”) [22, 23, 25, 26]. Сумішевий бензин одержують шляхом емульгування низько октанового бензину (типу А-76) з етанолом. У результаті цього процесу підвищується октанове число (суміш адекватна бензинам А-92, А-93, А-95) залежно від відсоткового вмісту етанолу, звичайно додається від 8 до 20 % по масі. Покладаючись на закордонний досвід розроблена гідродинамічна установка для виробництва сумішевого бензину в умовах аграрного комплексу [19,20]. Принципова схема дослідної установки для виготовлення сумішевого бензину представлена на Рис.25.4. З метою отримання сумішевих бензинів з етанолом в умовах автозаправних станцій, автопідприємств, нафто господарств агропідприємств, фермерських господарств була розроблена малогабаритна установка. Комплектність - гідростанція, струминний насос-дозатор, емульгатор, контрольно-вимірювальна апаратура, сполучна апаратура. В якості гідростанції використовується установка УСЖ-01ПС. Струминний насос- дозатор ежекторного типу. Емульгатор є моноблоком, що складається з двадцяти паралельно включених, гідродинамічних кавітаторів, двох розподільних колекторів, запірної і вимірювальної апаратури (манометри, термометр). Технологія отримання гідродинамічно активної суміші базується на дозуванні і диспергуванні етанолу з бензином нафтового походження.

Схема установки для приготування сумішевого бензинів.

Рис. 25.4. Схема установки для приготування сумішевого бензинів.

1 - бензин 1, 2 - бензин 2, 3 - бензин 3, 4 - ВКД, 5 - лінія повернення бензину; 1 - ємність 1, 2- ємність 2, М1, М2 - манометри після насосу й після змішувача; ф-фільтр, С1 - лічильник, MB - мановакууметр, Р - регулятор рівня ВКД у ємності, 31÷38- заслінки, ВНВ5- вентиля, Р1÷Р4 - розходоміри, Н - насос.

Кількість етанолу в цих сумішах складає 8-22% (залежно від октанового числа сумішевого бензину). Технологічний процес отримання сумішевого бензину складається з наступних стадій:

  • 1. підготовка сировини (етанолу);
  • 2. дозування і диспергування етанолу в потоці бензину;
  • 3. вхідний аналіз і визначення якості продукції;
  • 4. завершальний аналіз і паспортизація готової продукції.

Для оцінки ефективності роботи установки складені методика й програма проведення стендових і експлуатаційних випробувань карбюраторних двигунів різних марок автомобілів. Мета експлуатаційних випробувань підконтрольної групи автомобілів на дослідній партії сумішевого бензину й товарних бензинах:

  • - порівняння фактичних експлуатаційних властивостей сумішевого й товарних бензинів в умовах реальної експлуатації автомобілів;
  • - оцінка впливу сумішевого бензину на тягово-швидкісні та динамічні властивості, екологічні показники та паливну економічність автомобілів в умовах реальної експлуатації;
  • - оцінка впливу сумішевому бензину на надійність та безвідмовність роботи двигунів та інших агрегатів і систем автомобілів в умовах реальної експлуатації;
  • - оцінка впливу довгострокового напрацювання автомобілів на сумішевому бензині на ресурсні показники двигунів та їх систем, а також на фізико- хімічні властивості моторної оливи;
  • - оцінка впливу сумішевого бензину на екологічну безпеку роботи водіїв та перевезення пасажирів;
  • - визначення відповідності вмісту шкідливих речовин у повітрі кабіни або пасажирського салону автомобіля вимогам чинних стандартів;
  • - визначення особливостей експлуатації автомобілів на сумішевому бензині.

Під час проведень експлуатаційних випробувань визначаються фізико-хімічні властивості (у тому числі антидетонаційні властивості за моторним методом ДСТУ 511 і за дослідним методом ДСТУ 8226) всіх зразків сумішевого бензину та більшості зразків товарного бензину, з застосуванням яких виконуються випробування автомобілів. При цьому визначається відповідність фізико-хімічних властивостей зразків сумішевого та товарного бензину вимогам ТУ У 00149943.501-98 "Бензини автомобільні з підвищеним кінцем кипіння" та ДСТУ 2048-77 (тільки товарних бензинів). Фізико-хімічні властивості зразків сумішевого й товарних бензинів А-76 та А-92 визначаються стандартними методами згідно з вимогами ТУ У 00149943.501- 98 та ДСТУ 2048. Визначення фактичних витрат палива автомобілями підконтрольної групи при виконанні транспортної роботи на сумішевому й товарних бензинах здійснюється шляхом статичної обробки форм обліку роботи автомобілів, використання паливо-мастильних матеріалів та виконання транспортної роботи. Зразки палив: -сумішевий високооктановий бензин згідно ТУ У 00149943.501-98 “Бензини з підвищеним кінцем кипіння”, що містить 92% товарного бензину А-76 та 8% високооктанової кисневмісної добавки згідно ТУ У 18.475-98. -сумішевий низько октановий бензин згідно ТУ У 00149943.501-98 “Бензини автомобільні з підвищеним кінцем кипіння", що містить 50% товарного бензину А-76, 42% стабільного бензину (з газоконденсату) та 8% високооктанової кисневмісної добавки згідно ТУ У 18.475-98.-товарні бензини А-76 і А-92 згідно з ДСТУ 2084-77 та ТУ У 00149943.501-98 “Бензини автомобільні з підвищеним кінцем кипіння”. Для проведення експлуатаційних випробувань створюються згідно кожного окремого договору підконтрольна група автомобілів підприємства- дослідника, яка повинна включати до свого складу не менше ніж 5 вантажних автомобілів, автобусів або не менше ніж 5 легкових автомобілів. В оптимальному варіанті підконтрольна група автомобілів повинна включати до складу 3 автомобіля, призначених для роботи на високооктанових бензинах (А-92, А-93), 5 автомобілів, призначених для роботи на бензині А-76.

Сумішеві бензини з етанолом пройшли випробування в умовах рядової експлуатації на підконтрольній групі автомобілів в течії усіх сезонів. Середній пробіг автомобілів склав 16000 км. За підсумками випробувань отримані обнадійливі результати порівняно з товарним бензином, а саме:

~ потужність двигуна збільшується до 2,5% при одночасному зниженні витрати палива до 3%;

~ викиди із зменшуються на 26,3%, CmHn - на 4,5%, NOx - на 5,7%; ~ запуск двигунів надійний і легкий при плюсових температурах, "нормальний" - при від'ємних (до -25°С) температурах довкілля; ~ не знижується безвідмовність роботи двигуна;

~ не знижується періодичність заміни масла картера, їх фізико- хімічні показники не погіршуються.

Резюмуючи результати досліджень, можна відмітити, що методика випробувань сумішевого бензину дозволяє порівняти фактичні експлуатаційні властивості сумішевого й товарного бензинів в умовах реальної експлуатації автомобілів, оцінити вплив сумішевого бензину на тягово-швидкісні та динамічні властивості, екологічні показники та паливну економічність автомобілів, оцінити вплив довгострокового напрацювання автомобілів на сумішевому бензині на ресурсні показники двигунів та їх систем, фізико- хімічні властивості моторної оливи [22,23,25,26]. Розроблена гідродинамічна установка може бути використана в умовах агровиробництва для продуктування сумішевого бензину.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >