Октановое число

Монометиланилин. Наиболее распространенный тип присадки, как в Европе, так и в России, и в Украине. Монометиланилин в составе топлива снижает расход бензина, уменьшает токсичность выхлопных газов.

 

Каждый тип присадки выполняет  конкретную функцию. Либо высокоэффективное  повышение октанового числа бензина, либо снижение выброса вредных соединений. Поэтому многие из них признаны негативно  влияющими на экологию и их использование  сейчас запрещено.

До того как повысить октановое  число бензина, следует узнать фактическое  число. Делается это в лаборатории  моторным либо исследовательским способом. Или можно воспользоваться октанометром. Этот прибор позволяет проводить диагностику самостоятельно, но результат при этом, может быть не точным.

 

http://chimservice.ru/novosti/kak-povysit-oktanovoe-chislo-benzina

 

Методы повышения октанового числа

16 Производить бензин с высокими показателями октанового числа можно двумя способами: сложным технологическим, что обусловливает высокую себестоимость получаемого продукта, и более простым и дешевым — путем добавления специальных добавок (антидетонаторов). Так, из Аи-76 можно легко получить Аи-92, а из Аи-92 - Аи-95. Давайте посмотрим как это можно сделать.

17 Одним из наиболее широко используемых в настоящее время средств для увеличения уровня октанового числа считается метилтретбутиловый эфир (МТБЭ), представляющий собой бесцветную легковоспламеняющуюся жидкость со свойственным ей запахом. МТБЭ характеризуется высоким октановым числом и нетоксичностью. При добавлении 10-15% МТБЭ в состав бензина, рост октанового числа составляет порядка 6 — 12 единиц. Большинство высокооктановых бензинов производится с применением этой или других аналогичных добавок эфирного класса. К недостатка МТБЭ можно отнести его высокую летучесть и возможность испарения из бензина в жаркую погоду.

18 В бензин также могут добавляться и спирты (метиловый и этиловый). К примеру, добавка в бензин Аи-92 10% этилового спирта позволяет повысить октановое число до 95 единиц, а также несколько снизить токсичность выхлопных газов. Однако использование спиртов приводит к значительному росту давления насыщенных паров, что может стать причиной образования паровых пробок в трубопроводах топливной системы. Помимо этого, проблемой является гигроскопичность (поглощение влаги из воздуха) и хорошая растворимость этилового спирта в воде, что требует разработки специальных мероприятий по условиям хранения данной смеси и периодического мониторинга содержания спиртового компонента. Если этого не соблюдать, в составе бензина может появиться вода, что приведет к повышенному расходу топлива, неполному его сгоранию или, при значительном ее проценте, возникновению ледяных пробок в зимний период.

19 Тетраэтилсвинец (ТЭС) Рb(С2Н5)4 признан одним из самых эффективных антидетонаторов. Он представляет собой маслянистую бесцветную жидкость, с температурой кипения около 200°С. Использовать ТЭС в качестве антидетонатора начали еще в 1921 г, и по сегодняшний день он является одним из наиболее дешевых и эффективных средств (в концентрации 0,05% ТЭС позволяет повысить октановое число бензина на 15 — 17 пунктов). В чистом виде тетраэтилсвинец не добавляется, так как при сгорании образовывается оксид свинца, который осаждается на клапанах, поршнях и т.д. в виде нагара. Для удаления из камеры сгорания оксидов свинца начали применять специальные "вещества-выносители" (бромистый этил, диромэтан, дибромпропан), который при сгорании образовывали со свинцом летучие соединения, легко удаляемые из камеры сгорания. Смесь тетраэтилсвинца с "веществом-выносителем" и специальным красителем имела название этиловая жидкость, а бензин с данными компонентами — этилированным. Сегодня, производство этилированного бензина запрещено ввиду его высокой токсичности. Свинец способен накапливаться в организме, является ядом и вызывает рассеянный склероз. Кроме того, этилированный бензин нельзя использовать в автомобилях, оборудованных каталитическими нейтрализаторами отработавших газов. Последние выводятся из строя при работе двигателя порядка нескольких часов. В качестве антидетонаторов также применяются изопентан, изооктан, неогексан, бензол, толуол, ацетон и др.

20 Высокая детонационная способность — это очень большая скорость распространения фронта пламени, при которой образуются ударные волны. Чем выше октановое число, тем стабильнее, эффективнее и экономнее может быть обеспечена работа двигателя. Рост количества новых автомобилей, в которых используются двигатели, требующие высокооктановых топлив, вызвали увеличение выпуска бензинов с октановыми числами 92, 95 и выше, постепенно сокращая спрос на низкооктановые топлива.

21 Но во всех этих плюсах, есть безусловно и свои минусы. Некачественное топливо на «левых» заправках, с искусственно повышенным октановым числом, приводит к серьезным поломкам автомоболия. Видеоматериал отражает суть негативного влияния добавок на двигатель машины на ярком примере.

http://spokoino.ru/articles/driving/povihenie_oktana/

 

ОКТАНОВОЕ ЧИСЛО (ВИКИПЕДИЯ)

22 Окта́новое число́ (от [изо]октан) — показатель, характеризующий детонационную стойкость топлива (способность топлива противостоять самовоспламенению при сжатии) для двигателей внутреннего сгорания. Число равно содержанию (в процентах по объёму) изооктана (2,2,4-триметилпентана) в его смеси с н-гептаном, при котором эта смесь эквивалентна по детонационной стойкости исследуемому топливу в стандартных условиях испытаний.

23 Изооктан трудно окисляется даже при высоких степенях сжатия, и его детонационная стойкость условно принята за 100 единиц. Сгорание в двигателе н-гептана даже при невысоких степенях сжатия сопровождается детонацией, поэтому его детонационная стойкость принята за 0. Для бензинов с октановым числом выше 100 создана условная шкала, в которой используют изооктан с добавлением различных количеств тетраэтилсвинца.

24 Впервые устойчивость бензинов к детонации была исследована в 1921 году американским инженером Гарри Рикардо[en]. Он предложил первую шкалу детонационной стойкости бензинов. В начале 1930-х годов из-за высокой стойкости к детонации за стандарт был выбран изооктан (2,2,4-триметилпентан). Это соединение смешивали в разных соотношениях с н-гептаном (он весьма склонен к детонации), и у каждого образца определяли детонационную стойкость.

Характерный металлический  звон при детонации создаётся  детонационной волной, многократно  отражающейся от стенок цилиндра. При  детонации снижается мощность двигателя  и ускоряется его износ.

Испытание топлива

25 Испытания на детонационную стойкость проводят или на полноразмерном автомобильном двигателе, или на специальных установках с одноцилиндровым двигателем. На полноразмерных двигателях при стендовых испытаниях определяют так называемое фактическое октановое число (ФОЧ), а в дорожных условиях — дорожное октановое число (ДОЧ). На специальных установках с одноцилиндровым двигателем определение октанового числа принято проводить в двух режимах: более жёсткий (моторный метод) и менее жёсткий (исследовательский метод). Октановое число топлива, установленное исследовательским методом, как правило, несколько выше, чем октановое число, установленное моторным методом. Точность определения октанового числа, более правильно именуемая воспроизводимостью, составляет единицу. Это означает, что бензин с октановым числом 93 может показать на другой установке при соблюдении всех требований метода определения октанового числа (ASTM D2699, ASTM D2700, EN 25163, ISO 5163, ISO 5164, ГОСТ 511, ГОСТ 8226) совсем другую величину — например, 92. Существенным является то, что обе величины, 93 и 92, являются и точными, и правильными и при этом относятся к одному и тому же образцу топлива.

26 Виды октановых чисел: ОЧИ и ОЧМ[править | править исходный текст]

Значения октанового числа углеводородов и различных  видов топлива
Вещество	ОЧМ	ОЧИ
Метан	110,0	107,5
Пропан	100,0	105,7
н-бутан	91,0	93,6
Изобутан	99,0	101,1
н-пентан	61,7	61,7
Изопентан (2-метилбутан)	90,3	92,3
Изогексан (2,2-диметилбутан)	93,4	91,8
2,2,3-триметилбутан	101,0	105,0
н-гептан	0	0
Изооктан (2,2,4-триметилпентан)	100	100
1-пентен	77,1	90,9
2-метил-1-бутен	81,9	101,3
2-метил-2-бутен	84,7	97,3
Метилциклопентан	80,0	91,3
Циклогексан	77,2	83,0
Бензол	111,6	113,0
Толуол	102,1	115,7
Бензины прямой перегонки	41—56	43—58
Бензины термического крекинга	65—70	70—75
Бензины каталитического  крекинга	75—81	80—85
Бензины каталитического риформинга	77—86	83—97
Бензин Н-80[t 1]	76[t 2]	84
Бензин АИ-92	83,5[t 2]	92
Полимербензин	85	100
Алкилат	90	92
Алкилбензол	100	107
Этанол	100	105
Метил-трет-бутиловый эфир	—	117[t 3]
↑ Число обозначает среднее арифметическое ОЧМ и ОЧИ данного типа бензина. ↑ 1 2 Ориентировочное значение; может слегка варьироваться в зависимости от состава конкретных образцов бензина. ↑ Октановое число было определено при смешении с бензином.

Исследовательское октановое число (ОЧИ) определяется на одноцилиндровой установке с переменной степенью сжатия, называемойУИТ-65 или УИТ-85, при частоте вращения коленчатого вала 600 об/мин, температуре всасываемого воздуха 52°С и угле опережения зажигания 13 град. Оно показывает, как ведёт себя бензин в режимах малых и средних нагрузок.

Моторное октановое  число (ОЧМ) определяется так же на одноцилиндровой установке, при частоте вращения коленчатого вала 900 об/мин, температуре всасываемой смеси 149°С и переменном угле опережения зажигания. ОЧМ имеет более низкие значения, чем ОЧИ. ОЧМ характеризует поведение бензина на режимах больших нагрузок. Оказывает влияние на высокую скорость и детонацию при частичном дроссельном ускорении и работе двигателя под нагрузкой, движении в гору и т. д.

По крайней мере в 1950-х годах использовалось также октановое число по температурному методу.^[1]

Октановое число AKI^[en] является средним арифметическим между ОЧИ и ОЧМ. Используется на АЗС в США, Канаде, Бразилии и некоторых других странах.

Разность между ОЧИ и ОЧМ характеризует чувствительность топлива к режиму работы двигателя.

 

27 Распределение октанового числа

 

Поскольку при эксплуатации полноразмерного двигателя при  переменных режимах происходит фракционирование бензина, необходимо раздельно оценивать  детонационную стойкость его  различных фракций. Октановое число  бензина, с учётом его фракционирования в двигателе, получило название «распределение октанового числа» (ОЧР). В связи  со сложностью определения октанового числа на двигателях, разработаны методы косвенной оценки детонационной стойкости по физико-химическим показателям и характеристикам низкотемпературной реакции газофазного окисления, имитирующего предпламенные процессы.

Углеводороды, которые содержатся в топливах, значительно различаются  по детонационной стойкости: наибольшее октановое число имеют ароматические  углеводороды и парафиновые углеводороды (алканы) разветвлённого строения, наименьшее октановое число имеют парафиновые углеводороды нормального строения. Топлива нефтяного происхождения, полученные каталитическим риформингом и крекингом, имеют более высокие октановые числа, чем полученные при прямой перегонке.

Для повышения октанового числа топлив используются высокооктановые  компоненты и антидетонационные  присадки. Многие из них (например, МТБЭ) испаряются легче, чем бензин, что  приводит к интересному эффекту  у машин с негерметичным бензобаком — по мере расходования топлива  и испарения присадки октановое  число бензина, оставшегося в  баке, уменьшается на несколько единиц. Это приводит к лёгкому звону  при полной мощности мотора (если он не оборудован датчиком детонации). Подавляющее  большинство современных инжекторных двигателей имеют датчики детонации, позволяющие использовать любой бензин с октановым числом 91—98, однако для двигателей с высокой степенью сжатия может быть необходимо использовать бензин с октановым числом не ниже 95 или даже 98.

 

Литература

 

Гуреев А. А., Жоров Ю. М., Смидович Е. В. Производство высокооктановых бензинов. — М.: Химия, 1981. — 224 с. — 2670 экз.

Гуреев А. А., Серёгин Е. П., Азев В. С. Квалификационные методы испытания нефтяных топлив. — М.: Химия. — 200 с. — 3300 экз.

Смышляева Ю. А., Иванчина Э. Д., Кравцов А. В., Зыонг Ч. Т., Фан Ф. Разработка базы данных по октановым числам для математической модели процесса компаундирования товарных бензинов // Известия Томского политехнического университета. — 2011. — Т. 318. — № 3. — С. 75—80.

 

Ссылки

http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/OKTANOVOE_CHISLO.html

 

2 традиционных способа получения плюс третья альтернатива

28 Получать бензин с большим октановым числом можно двумя традиционными способами, но есть еще более эффективный и доступный третий.

 

1. Сложным технологическим  способом на нефтеперегонных  заводах с помощью разделения, и преобразования фракций бензина  с помощью катализа, что обусловливает  высокую себестоимость получаемого  продукта. Этот способ позволяет  получить качественный бензин  Европейского качества с большей  энергетикой и октановым числом.

 

2. Более простым и дешевым  способом с помощью добавления  специальных добавок (антидетонаторов). Так, из Аи-76 можно легко получить  Аи-92, а из Аи-92 получить Аи-95. Одним  из наиболее широко используемых  в настоящее время способов  для увеличения октанового числа  бензина считается способ, основанный  на добавлении метилтретбутилового эфира или добавление ферроценовых (содержащие железо) активных компонентов в топливо. Благодаря частому применению фирмами производителями присадок для топлива из ферроценов, содержащих железо, свечи зажигания становятся красными и быстро выходят из строя. Камера сгорания так же покрывается красным налетом, что так же снижает ресурс мотора.

 

В бензин также могут добавляться  и спирты (метиловый и этиловый). К примеру, добавка в бензин Аи-92 10% этилового спирта позволяет повысить его до Аи-95. Кроме того спирты при  газификации и испарении в  большей степени, чем бензин охлаждает  смесь и тем самым увеличивают  ее плотность (плотность заряда) и  снижают температурную нагрузку на двигатель и снижают детонацию.

 

29 Октановое число топлива говорит о том, насколько его можно сжать до того момента, как оно самопроизвольно воспламенится. Когда бензиновая смесь воспламеняется из-за сжатия, а не при помощи искры, происходит детонация. Детонация может так же возникнуть за счет очень быстрого сгорания топливной смеси. В этом случаи ударная волна от фронта горения гасит пламя, процесс сгорания прекращается и возобновляется вновь в конце такта сгорания во время открытия клапанов. Происходит взрыв за счет быстрого сгорания смеси. В этот момент мы слышим стук клапанов и как следствие может наступить их прогорание и повреждение. Детонация ведет к серьезным повреждениям двигателя, поэтому с ней надо бороться. Поэтому снижение температуры и давления в камере сгорания при компрессии и в начальный момент сгорания является существенным фактором позволяющим использовать бензин с более низким октановым числом.