Файл: Гаркави, Н. Г. Эксплуатация средств технического вооружения железнодорожных и дорожных войск учебник.pdf

Стабильность бензинов при окислении в жидкой фазе характе­ ризуется в основном двумя показателями: содержанием фактиче­ ских смол и индукционным периодом.

Фактическими смолами называются те смолистые вещества, которые содержатся в топливе к моменту испытания. Определе­ ние содержания фактических смол производится по методу Бударова и заключается в выпаривании бензина в токе водяных паров и взвешивании остатка. Содержание фактических смол выражает­ ся в миллиграммах на 100 мл топлива. В автобензинах фактиче­ ских смол должно быть не более:

—при производстве — 5—7 мг на 100 мл;

—на месте потребления — 7—15 мг на 100 мл.

Индукционным периодом называется время, выраженное в ми­ нутах, в течение которого испытуемый бензин в атмосфере кис­ лорода под давлением 8 кгс./см2 при 100° С практически не окис­ ляется. Индукционный период автобензинов, в зависимости от их состава, должен быть в пределах 600—900 мин. Бензины, имеющие больший индукционный период, можно хранить в течение более длительного срока.

Стабильность бензинов зависит не только от наличия, строе­ ния и молекулярного веса содержащихся в них углеводородов гт гетероорганических соединений, но и от внешних условий (факто­ ров). Среди внешних факторов важнейшее значение имеют сле­ дующие: температура, площадь контакта с воздухом, обмен воз­ духа в пространстве над топливом, контакт с металлами, продол­ жительность хранения, наличие воды и других примесей.

При повышении температуры процесс окисления и смолообра­ зования в топливах усиливается, вследствие возрастания скорости реакции окисления. Установлено, что при повышении температуры на 10° С (в определенном диапазоне) коэффициент скорости про­ цесса окисления увеличивается приблизительно в 2 раза.

При хранении бензинов в негерметичной таре, резервуарах и баках машин, вследствие обмена воздуха ускоряется процесс окис­ ления их и образования смол (табл. 37).

При опорожнении тары и вследствие разности температур днем и ночью происходит интенсивный обмен воздуха (дыхание) в ре-

2 8 7

зервуарах над поверхностью топлива. Это ускоряет процесс окис­ ления бензина и образование в нем смол, особенно в емкостях, заполненных частично.

Увеличение продолжительности хранения бензина также при­ водит к росту содержания в нем продуктов окисления и в част­ ности смол (табл. 38).

Контакт бензина с металлами и сплавами, из которых изго­ товлены топливная аппаратура, средства перекачки и хранения, а также с некоторыми другими веществами приводит к ускорению процессов окисления и смолообразования. Особенно интенсивно ускоряют процесс окисления горючего такие металлы, как медь, свинец, железо, а также окислы металлов и соли органических кислот (мыла).

Механические примеси, продукты окисления бензина (смолы) также интенсифицируют процесс окисления и смолообразования в бензинах, что в конечном итоге приводит к быстрой порче про­ дукта. Поэтому следует периодически очищать тару, резервуары и топливные баки машин, тщательно удаляя остатки старого топ­ лива, ржавчину, смолистые отложения, механические примеси и т. п.

Вода содержит растворенный кислород и обладает способно­ стью извлекать (экстрагировать) из топлива естественные и искус­ ственные ингибиторы окисления, особенно вещества фенольного характера. Вода является средой, способствующей развитию мик­ роорганизмов, находящихся в топливах. Все это неизбежно при­ водит к усилению процесса окисления и смолообразования в топ­ ливах. По этим причинам нельзя допускать попадания воды в топ­ ливо. При обнаружении воды ее необходимо удалить из емкости, а горючее после отстаивания профильтровать.

Для повышения антиокислительной стабильности бензинов ис­ пользуются следующие способы:

—применение в качестве базовых компонентов продуктов пря­ мой перегонки, каталитического крекинга и риформинга;

— добавление к бензинам антиокислительных присадок;

—правильное хранение и транспортирование.

Бензины, полученные на базе продуктов прямой перегонки, ка­ талитического крекинга и риформинга, содержат небольшое коли­

288

чество непредельных углеводородов и обладают хорошей антиокислительной стабильностью. Такие бензины можно хранить в течение длительного времени.

Антиокислителями (ингибиторами окисления) называют веще­ ства. добавляемые к бензинам в небольших количествах и эффек­ тивно улучшающие их стабильность. Антиокислнтельным дейст­ вием обладают фенолы, ароматические амины и амино-фенолы. Практически для стабилизации автобензинов используют фе­ нольную фракцию древесной смолы, пиролизат и продукт ФЧ-16 (0,05—0,15%) и параоксидифениламин (0,007—0,01%).

Наиболее эффективным из указанных антиокислителей являет­ ся параоксидифениламин. При добавлении к бензинам он стаби­ лизирует не только продукт, но и защищает от окисления тетра­ этилсвинец.

Антиокислители вводят в бензины на заводах при их изготов­ лении. При добавлении присадок к бензину, в котором уже на­ чался процесс окисления, эффект от их действия снижается.

Механизм действия антиокислителей заключается в том, что они взаимодействуют с образующимися при окислении углеводо­ родов перекисями и перекисными радикалами и тормозят цепную реакцию окисления.

Большое значение для предотвращения порчи горючего от окис­ ления и осмоления имеет соблюдение правил хранения и транс­ портирования. Для снижения смолообразования емкости и тару с бензином необходимо хранить заполненными, в местах, защи­ щенных от воздействия солнечных лучей. При приеме и выдаче горючего нельзя допускать, чтобы в него попадали грязь, пыль и вода. При хранении бензина в баках машин следует принимать меры для защиты их от нагрева солнечными лучами.

КОРРОЗИОННОСТЬ БЕНЗИНОВ

Коррозионность бензинов обусловливается наличием в них во­ дорастворимых кислот и щелочей, органических кислот, сернистых соединений, этиловой жидкости и воды.

Неорганические кислоты и щелочи очень сильно коррозируют металлы и разрушают пластмассы. В бензины они могут попасть при производстве в случае недостаточной промывки водой или же в результате нарушения правил транспортирования и хранения (залив в непромытые емкости или цистерны из-под кислот и ще­ лочей и др.). Топлива, содержащие неорганические кислоты и ще­ лочи, могут быть использованы только после удаления этих при­ месей.

Органические кислоты содержатся в нефти и нефтепродуктах в виде нафтеновых и других органических кислот, которые очень трудно удалить при очистке. Они способны вызывать коррозию металлов и их сплавов. Наиболее сильно органические кислоты коррозируют цветные металлы (Си, РЬ); на черные металлы н

сплавы (чугун, сталь) они действуют слабее. Продукты корро­ зии— мыла являются катализаторами окисления бензинов и та­ ким образом способствуют ухудшению их качества. Содержание органических кислот характеризуется кислотностью топлив, кото­ рая измеряется количеством миллиграммов едкого кали (КОН), пошедшего на нейтрализацию кислот, содержащихся в 100 мл про­ дукта. Кислотность автобензинов не должна превышать 3 мг КОН на 100 мл.

Все сернистые соединения, содержащиеся в топливе, условна подразделяются на: активные (сера, сероводород, меркаптаны) и неактивные (сульфиды, дисульфиды, тиофаны и тиофены).

Активные сернистые соединения вызывают коррозию резервуа­ ров, средств перекачки, топливных баков, деталей топливной си­ стемы машины даже при обычной температуре. Больше всего из активных сернистых соединений в бензинах содержится меркап­ танов, которые сильно коррозируют металлы, особенно в присут­ ствии воды. Качественно наличие активных сернистых соединений в бензине обнаруживается путем испытания на медной пла­ стинке.

Неактивные сернистые соединения при обычных температурах металлы не коррозируют.

При сгорании всех сернистых соединений образуются сернис­ тые газы (SO2 и SO3), которые при высоких температурах вызы­ вают коррозию черных металлов (газовую коррозию). При рас­ творении в воде этих газов образуются сернистая и серная кислоты (H2SO3 и H2SO4), являющиеся сильными коррозионными веще­ ствами (кислотная коррозия). Она наблюдается в картере двига­ теля, в глушителе и на других участках, где возможна конденса­ ция воды, образующейся при сгорании топлива. Поэтому общее (суммарное) содержание сернистых соединений в топливе, выра­ жаемое через содержание серы в %, ограничивается. Содержание серы определяется сжиганием навески бензина в лампе. В авто­ мобильных бензинах содержание серы в зависимости от их мар­ ки не должно быть более 0,1—0,15%.

Одной из характерных особенностей этилированных бензинов является их способность коррозировать металлы в присутствии воды. Причиной коррозии является действие выносителя. Так, на­ пример, бромистый этил (С2Н5ВГ) вступает во взаимодействие с водой и образует бромистоводородную кислоту (НВг), которая разъедает металл.

Продукты сгорания этилированного бензина также вызывают большую коррозию, чем неэтилированного. Эго объясняется тем, что при разложении выносителя выделяются НВг или НС1, кото­ рые в газообразном состоянии коррозируют металлы (горячая га­ зовая коррозия). При контакте с влагой эти газы растворяются в ней, образуют соляную и бромистоводородную кислоты (кислот­ ная коррозия). Вода сама может вызвать коррозию и способетву-

290