Файл: Рыбаков, К. В. Фильтрация авиационных топлив.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 22.10.2024

Просмотров: 74

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Рис. 2. Необходимое число полей зрения

 

 

водительности 450—500

мл/мин. Для этого

топливо

заливалось

в бутыль емкостью 20 л

и по стеклянному

сифону

подавалось в

ротор суперцентрифуги. Загрязнения осаждались на стенках ро­ тора. Из ротора в фарфоровый стакан сливался концентрат топ­ ливных загрязнений, а из бутыли и сифона в другой стакан сли­ вался остаток топлива, которым затем смывали загрязнения с днища и корпуса ротора суперцентрифуги. При помощи супер­ центрифуги FS-45 из топлива Т-1 и ТС-1 выделялись частицы за­ грязнений размером 1—3 мкм (90—95%), размером 3—5 мкм (95—100%) и размером более 5 мкм (100%).

Из концентрата загрязнений объемом 500—600 мл, полученно­ го после центрифуги, топливо отгонялось в вакууме при темпе­ ратуре 50—80° и остаточном давлении 2—10 мм рт. ст. От оста­ точного топлива загрязнения отмывались в колбе изопентаном, который отделялся деконтацией. Затем загрязнения сушились в

колбе

до постоянного

веса при комнатной

температуре. Разность

между

весом

колбы

с загрязнениями и первоначальным ее ве­

сом составляет

воздушносухие загрязнения,

которые при 105° вы-

1 2

сушивались до постоянного абсолютного сухого веса. Разность ве­ сов воздушно- и абсолютно сухих загрязнений отвечала содержа­ нию в них структурной воды.

Абсолютно сухие загрязнения растирали в агатовой ступке до однородной массы и делили на две части. В одной определяли содержание С, H, S и N известными методами микроанализа. Содержание углерода и водорода определяли скоростным микроме-

тодом [34], серы

— окислительным микрометодом [35], азота —

по методу Дюма

[36]. Для определения С, H, S и N микромето­

дами 'необходимо 50—60 мг абсолютно сухих загрязнений. Рас* хождение между параллельно полученными определениями допу­

скалось 0,1 %.

 

 

 

 

 

 

Вторую часть загрязнений

подвергали

озолению

при 500—

550°С (ГОСТ 1461—52). В золе

определяли

количество

металлов

и металлоидов. Температура, 'принятая для

озоления,

исключала

потери легкокипящих

соединений 'Металлов

(V, К,

Na, Cd, Zn)

от

испарения.

 

 

 

 

 

 

Количественное определение в золе 24 элементов

(Na, Mg, Al,

Si,

P, К, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe,

Co, Ni, Си,

Zn, Mo, Ag, Cd, Sb,

Ba,

Pb, Bi, Sn производилось эмиссионным спектральным методом

[37] на спектрографе

ИСП-28. Точность определения

10—15% от­

носительных. При этом для анализа необходимо 20—30 мг золы или 30—50 мг абсолютно сухих загрязнений. Состав золы, полу­ ченный спектральным методом, пересчитывался в процентах на абсолютно сухой осадок.

Разница между 100 и суммой процентов найденных элементов отвечала общему содержанию кислорода в органической и неорга­ нической части загрязнений. Определяемое содержание серы так­ же должно быть отнесено к органической части загрязнений [6].

Таким образом, для полного количественного анализа загряз­ нений необходимо 80—110 мг абсолютно сухих загрязнений.

Определение свободной (эмульсионной) воды в топливах про­ изводилось нефелометрическим методом на приборе «Акваскан» английской фирмы British Petroleum [16—19, 38]. Прибор опреде­

ляет свободную

воду в топливах

Т-1, ТС-1 и т. д. с содержанием

от 0 до 0,004%, при этом точность

определения от 0 до ±0,0005%.

Определение

суммарной воды в топливах осуществлялось гид-

ридкальциевым методом (ГОСТ 8287—57), основанным на замере объема водорода, выделившегося при реакции гидрокальция с во­ дой,

СаН2 + 2Н 2 О^Са(ОН) 2 + 2Н2 .

По количеству выделившегося водорода, измеренному в Газовой бюретке, рассчитывали содержание воды. Отклонение полученных значений при содержании в топливе воды менее 0,005%) состав­ ляет 20%, а при содержании воды более 0,025%—5%. Разность в процентном содержании между суммарной 'и свободной водой соответствует содержанию растворенной в топливах воды.

13


З А Г Р Я З Н Е Н Н О С Т Ь Т О П Л И В Т-1 И ТС-1

До 1959 г. на нефтеперерабатывающих заводах очистка топ­ лива производилась в основном за счет отстоя в мерниках и то­ варных резервуарах. Железнодорожные цистерны для транспор­ тировки топлив подготавливались в обычном порядке. На складах

ГСМ аэропортов

очистка топлив производилась

за счет отстоя

в резервуарах и в топливозаправщиках фильтрами с чехлом шелк—

фетр — шелк. В топливных системах самолетов

устанавливались

сетчатые фильтры

с размером ячеек около 40 мкм.

Топливо в аэропорты поступало в железнодорожных цистернах с содержанием загрязнений от 8 до 200 г/т. Из 14 обследованных железнодорожных цистерн только в четырех содержание загряз­

нений ібыло менее 50 г/т. Размер частиц загрязнений

достигал

1100 мкм, а содержание свободной воды 0,028%.

 

 

На складе ГСМ аэропорта из 15 обследованных

резервуаров

только в шести содержание загрязнений было менее

50 г/т, а в

некоторых достигало

300—500 г/т. Из 20 обследованных

цистерн

топливозаправщиков

в трех содержание загрязнений

превышало

50г/т.

Втопливные баки самолетов заправлялось топливо с содер­ жанием загрязнений от 4 до 20 г/т, при этом количество частиц

размером до 105 мкм составляло 95%,

а размером от 105 до

425 мкм

— 5%. В баках самолетов загрязненность топлива до­

стигала

55 г/т, а в топливной системе

после фильтров низкого

давления

— 11 г/т, а перед форсунками

— 9 г/т [38, 39].

В1959 г. была улучшена очистка топлив на нефтеперерабаты­ вающих заводах: была введена многократная фильтрация через тканевые фильтры, усилен 'Контроль за подготовкой железнодо­ рожных цистерн к заливу топливом. На складах ГСМ аэропортов введена двойная фильтрация топлива через фильтры с чехлами ТФЧ-16с ,или ТФЧ-150-200с (три слоя фильтросванбоя — один слой шелка), устанавливаемые перед топливозаправщиками и в топливозаправщиках. В топливных системах самолетов стали ус­ танавливать фильтры с тонкостью фильтрации 20 мкм. С мартаапреля 1960 г. на самолетах Ил-18 и Ан-10 'начали устанавливать фильтры из бумаги АФБ-1К.

В1964 г. на некоторых нефтеперерабатывающих заводах при выдаче из товарных резервуаров топлива стали очищать при по­ мощи фильтров с чехлами ТФЧ-16с или ТФЧ-150-200с или с чех­

лами в два слоя нетканого материала (фильтры ФГН). Повыше-' но качество зачистки железнодорожных цистерн и стали широко внедряться железнодорожные цистерны с нижним сливом.

На складах ГСМ аэропортов была введена тронная фильтрация. При заливе топливозаправщиков через фильтр с чехлом ТФЧ-16с или ТФЧ-150-200с, через фильтр-сепаратор CT 500-2 и через фильтр топливозаправщика с чехлом ТФЧ-16с или ТФЧ-150-200с. В топлив­ ных системах самолетов стали применяться фильтры из никелевой сетки саржевого плетения 80/720 (ТУ-1—61).

14


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

2

Необходимое

число полей

зрения для получения

результата с заданной

ошибкой

и доверительной

вероятностью а — 0,9

 

 

Показатель

 

 

 

 

 

Численные

вначения

 

 

 

 

 

Среднее

количество

ча­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стиц

загрязнений, шт.:

 

 

50 и более

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

1 поле

зрения .

.

.

30

20

10

5

1

 

0,5

0,1

0,05

0,02

 

в

1 мл при увеличении:

18 300

10 980

7 320

3 660

1 830

366

183

37

18

7

 

225Х

 

 

 

 

 

131Х . . . . .

. .

 

4 420

2 650

1770

885

442

88

 

44

9

4

2

 

Необходимое число

полей

4

6

8

13

25

50

 

50

70

70

100

 

Ошибка

определения:

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

относительная, %

10

10

10

10

15

 

20

30

40

50

 

абсолютная, шт/мл, при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

увеличении:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

225 X

 

 

 

 

1830

1 098

732

366

183

55

 

37

11

7

3

 

131Х

 

 

 

 

442

265

177

88

44

13

9

3

1,6

1,0

 

 

 

 

 

 

 

Загрязненность топлив Т-1 и ТС-1 на нефтеперерабатывающих

заводах

Т а б л и ц а

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Промывка конденсатом

 

 

Промывка

технической водой

 

 

 

 

 

Показатель

 

 

Дистиллят

Т-1

Дистиллят

 

Т-1

 

Дистиллят

 

ТС-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Количество

загрязнений,

г/т

3,0

1,72

 

2,6

 

3,23

 

2,8

 

4,0

 

Количество

частиц,

шт/мл,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

размером, мкм:

 

 

9610

2815

4240

4940

 

3150

 

3820

 

1—3

 

 

 

 

 

 

 

3—5

 

 

 

 

540

305

120

180

 

320

 

260

 

5—10

 

 

 

 

72

55

55

 

55

 

65

 

86

 

10—15

 

 

 

 

161

140

80

 

90

 

160

 

180

 

15—20

 

 

 

 

18

18

18

 

20

 

20

 

24

 

20—30

 

 

 

 

Отсутствие

Отсутствие

Отсутствие

Отсутствие

Отсутствие

Отсутствие

 


 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 4

 

Характеристика загрязнений топлив Т-1

и ТС-1 на нефтеперерабатывающих

заводах

 

 

 

T - l

 

 

 

ТС-1

 

Показатель

 

Промывка

Отложения

с фильтров

после

 

Дистиллят

 

 

 

 

 

Из товарного

 

 

 

 

 

 

 

конденсатом

технической водой

А ВТ

мерников

резервуара

 

 

 

 

 

 

4,4

Отсутствие

4,6

 

 

 

 

 

57,2

73,9

78,5

74,8

88,3

91,9

Элементы, %:

 

 

 

 

 

 

 

 

12,84

 

6,43

2,46

 

3,14

 

2,49

1,81

S

0,52

 

0,33

0,35

 

0,57

 

0,14

0,28

О

37,59

46,12

50,83

Fe

10,8

2,16

5,3

40,39

38,15

48,18

Si

4,3

6,8

0,94

1,08

 

0,32

0,05

Ca . . .

3,9

3,87

1,2

0,672

 

1,27

0,5

Mg

0,8

1,5

1,02

2,15

 

0,58

Отсутствие

Na

2,79

2,58

9,2

Отсутствие

 

3,18

»

AI

1,26

1,48

6,8

0,18

 

0,34

0,04

Zn

4,40

3,74

Отсутствие

Отсутствие

Отсутствие

Отсутствие

Cu

0,63

0,13

0,04

0,01

 

0,05

0,16

П р и м е ч а н и я .

1. Мп, Ni, Ti, Ва, Pb, Sn, Cr — присутствуют в небольших

количествах. 2. Be, Bi, Mo, Со, Р, Ag, Cd, Sb,

V —• отсутствуют. 3. — не определялось. 4. Примечание справедливо для табл. 4, 5, 7 и 8.


В последние годы на некоторых нефтеперерабатывающих заво­ дах для очистки топлив от эмульсионной воды наряду с электродегидраторами стали .применяться фильтры-сепараторы CT 500-2. На складах ГСМ аэропортов для предварительной очистки топлив, сливаемых из железнодорожных цистерн, стали применять фильтры ФГН-120 с чехлом в два слоя из нетканого материала, а в фильт­ рах топливозаправщиков 'и заправочных агрегатах централизован­ ных заправщиков стали применять унифицированные пакеты с бу­ мажными и фторопластовыми фильтроэлементами, обеспечивающи­ ми очистку топлива от частиц соответственно 5—7 и 10—12 мкм.

З А Г Р Я З Н Е Н Н О С Т Ь Т О П Л И В Т-1 И ТС-1 Н А Н Е Ф Т Е П Е Р Е Р А Б А Т Ы В А Ю Щ И Х З А В О Д А Х

Чистота топлив. поступающих с нефтеперерабатывающих заво­ дов в основном зависит от конечной стадии их очистки, связанной с щелочной •обработкой, промывкой водой и фильтрацией. На одних заводах при промывке используется техническая вода, содержащая большое количество минеральных солей и примесей размерами ме­ нее 20—25 мкм, а на других — конденсат. В первом случае топливо

имеет примерно в 2 раза

большую загрязненность и содержит зна­

чительное количество

соединений Fe, Al и Na.

После промывки

и фильтрации из топливного дистиллята удаляется

значительное

количество продуктов

коррозии заводского оборудования (табл.

3, 4).

 

 

 

 

 

Топлива Т-1 и ТС-1 на нефтеперерабатывающих заводах подвер­

гаются

многократной

фильтрации. В частности, топливо ТС-1 про­

ходит

четырехкратную

фильтрацию: вначале

два

однослойных

фильтра из ткани фильтродиагональ, установленных после установ­ ки АВТ и после цеховых мерников, затем через два двухслойных фильтра из той же ткани, установленных перед товарными резер­ вуарами и перед железнодорожными цистернами. Однослойные фильтры удаляют из топлива крупные частицы загрязнений, пред­ ставляющие собой в основном продукты коррозии Fe и в меньшей

степени продукты минерального

происхождения, содержащие Si,

Ca и Al, перешедшие в топливо

из перерабатываемой нефти.

Топливо ТС-1 в условиях производства значительно загрязнено продуктами коррозии заводского оборудования (Fe), обусловленно­ го содержанием в топливе коррозийно-активных сернистых соеди­ нений. Топливо Т-1 в большей степени загрязнено продуктами ми­ нерального происхождения Si, Ca, Al, перешедшими из нефти, и в меньшей степени — продуктами коррозии Fe.

З А Г Р Я З Н Е Н Н О С Т Ь Т О П Л И В Т - 1 И ТС-1 В Ж Е Л Е З Н О Д О Р О Ж Н Ы Х Ц И С Т Е Р Н А Х

Топливо Т-1 из железнодорожных цистерн, прибывших на скла­

ды горюче-смазочных

материалов аэропортов (табл. 5), содержит

в средней пробе загрязнений 1,89—3,23--^/т

с размером.ластнй

1—

30 мкм и количеством

4079—12630 шт\мл,

à-топливо ТС-1

за-