Лабораторная работа № 1 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА БЕНЗИНА

Цель работы: определить фракционный состав образцов бензина, построить кривые фракционной разгонки; оценить пусковые свойства топлив, температуру холодного запуска и температуру образования паровых пробок.

1.1 Аппаратура

Аппарат для разгонки нефтепродуктов (рис.1.),, включающий холодильник со съемными ножками; стержень штатива; кожух нижний; переходник металлический для установки кожуха нижнего; прокладку асбестовую о 30 мм; кожух верхний, грузик металлический, колбу алюминиевую или стеклянную (2 шт.); цилиндры мерные с носиком минимальной вместимостью 10 и 100см 3 , (ГОСТ 1770-74); примус “Шмель” (ТУ 92-365-79), картон асбестовый, стакан емкостью 1000см 3 ; трубки резиновые с зажимом, термометр на 200 0 С.

1.2 Материалы

Лед для холодильника, испытуемый нефтепродукт (бензин) 100см 3 ; бензин для примуса, вода 1л, хлористый кальций или сульфат натрия.

1.3 Подготовка к испытанию

Перед разгонкой нефтепродукты обезвоживают отстаиванием с последующим сливанием нефтепродукта и дальнейшей очисткой безводным сульфатом натрия или с зернистым хлористым кальцием с последующим фильтрированием.

На лабораторном столе устанавливают холодильник, штатив, на котором с помощью переходника закрепляют нижний кожух. Сверху в кожух вкладывают сменную асбестовую прокладку. Под кожухом на асбестовом картоне размещают примус “Шмель” (при использовании газовой горелки ее устанавливают на полочке штатива, см. рис.1.1).

Перед перегонкой для удаления жидкости, оставшейся от предыдущей перегонки, трубку холодильника протирают внутри мягкой тканью с помощью медного прутка.

Сухим чистым цилиндром отмеряют 100 см 3 испытуемого нефтепродукта и осторожно переливают его в колбу так, чтобы жидкость не попала в отводную трубку колбы. В горловину колбы с продуктом вставляют термометр на плотно пригнанной пробке так, чтобы ось термометра совпадала с осью шейки колбы, а верх ртутного шарика находился на уровня нижнего края отводной трубки в месте ее припая.

Рис. 1.1. Аппарат для определения фракционного состава нефтепродуктов:

1-штатив; 2-колба; 3-термометр; 4-кожуг защитный; 5-держатель; 6-горелка; 7-холодильник; 8-стеклянный мерный цилиндр; А-установка термометра в шейке колбы.

Колбу с бензином ставят на асбестовую прокладку с внутренним диаметром 30 мм; отводную трубку колбы соединяют с верхним концом трубки холодильника при помощи плотно пригнанной пробки так, чтобы отводная трубка входила в трубку холодильника на 25-40 мм, не касаясь ее стенок. Затем ставят верхний кожух на асбестовую прокладку, закрывая колбу.

Мерный цилиндр ставят под нижний конец трубки холодильника так, чтобы конец трубки был спущен по центру цилиндра на 25 мм, но не ноже отметки 100 см 3 , не касался его стенок. Отверстие цилиндра закрывают ватой или листом фильтровальной бумаги.

При перегонке бензина цилиндр ставят в стакан с водой, налитой до метки 100 см 3 мерного цилиндра. Чтобы цилиндр не всплывал, на его ножку накладывают металлический грузик. Температуру воды в стаканчике во время перегонки поддерживают 30 + 3 0 С.

Сливной (боковой) патрубок холодильника закрывают резиновой трубкой с зажимом, ванну наполняют кусками льда и заливают водой так, чтобы она покрыла трубки холодильника. Во время перегонки температура воды в холодильнике должна быть 0…+5 0 C .

1.4 Порядок проведения работы

Фракционный состав топлива определяют в подготовленном к работе стандартном аппарате для разгонки нефтепродуктов (см. рис. 1.1).

Нагреть колбу с бензином так, чтобы время от начала нагрева до падения первой капли дистиллята было 5…10 минут. Температура падения первой капли считается температурой начала кипения топлива. Отмечают температуру начала кипения и ставят цилиндр так, чтобы конденсат стекла по стенке. Далее перегонку ведут с равномерной скоростью 4…5 см 3 /мин (20…25 капель за 10с).

В процессе перегонки производят записи в соответствии с техническими требованиями на испытуемый нефтепродукт. При перегонке бензина записывают температуру перегонки 10, 50 и 90% отгона, т.е. в процессе проведения опыта записывают температуры, соответствующие моментам, когда уровень жидкости в цилиндре доходит до меток, численно равных процентам, указанным в технических требованиях на испытуемый нефтепродукт. Объем измеряют с погрешностью не более 0,5 см 3 , а температуру – не более 0,5 0 С.

При перегонке бензина регулируют нагрев так, чтобы от образования 90% отгона до конца кипения прошло от 3 до 5 минут без дальнейшего изменения интенсивности нагрева. После достижения конечной температуры, установленной техническими требованиями на испытуемый нефтепродукт, нагрев колбы прекращают, дают стечь дистилляту в течение 5 мин. И записывают объем жидкости в цилиндре как объем отгона.

Если по достижении температуры конца кипения не вся жидкость испарилась со дна колбы, то объем этой жидкости записывают как остаток, измерив его после охлаждения в измерительном цилиндре вместимостью 10 см 3 с точностью до 0,1 см 3 . Разность между 100 см 3 и суммой объема дистиллята и остатка записывают как потерю при перегонке. При барометрическом давлении во время перегонки выше 102,4*10 3 Па (770 мм.рт.ст.) или ниже 100*10 3 Па (750 мм.рт.ст.) вводят в показанную термометром температурную поправку на барометрическое давление. В табл.1 приведены поправки, которые прибавляют при барометрическом давлении ниже 100*10 3 и вычитают при давлении выше 102,4*10 3 Па.

Температурная поправка

Таблица 1

Результаты перегонки заносятся в таблицу 2.

Результаты перегонки образцов топлива

Таблица 2

1.5  Анализ результатов испытаний

В отчете необходимо изложить сущность определения фракционного состава бензина и отметить свойства топлива, которые характеризуются фракцией. На основании экспериментальных данных построить кривые разгонки топлива, результаты фракционной разгонки сравнить с основными показателями качества бензинов (таблица 3); определить, каким видом топлива, летним или зимним, является образец.

Основные характеристики бензинов

Таблица 3

При характеристике бензина надо помнить, что чем ниже температура выкипания 10% бензина, тем лучше его пусковые свойства. Зная температуру выкипания 10% бензина, можно ориентировочно оценить минимальную температуру окружающего воздуха, при которой возможен пуск двигателя:

Т возд =0.5* t 10% -50.5 0 ,

Легкие фракции могут испаряться в топливном баке, бензопроводах и образовывать так называемые паровые пробки. Температура образования паровых пробок:

t п.п = T 10% +10

По результатам проведенных испытаний и расчетов сделать выводы.

Примечание:

1)  Бензин, предназначенный для применения в южных районах, допускается вырабатывать со следующими показателями: 10% перегоняется при температуре не выше 75 0 С, 50% при температуре не выше 120 0 С.