Для реакции окисления углеводородов используют модельные схемы элементарных реакций, протекающих в несколько стадий.
В работе [11] отмечается, что при окислении высших углеводородов процесс происходит по нескольким схемам.
Точный расчет по-видимому можно выполнить на современной этапе времени используя программу квантово-механических расчетов HyperChem.
В программе Chemkin ANSYS используется термодинамический принцип выбора схемы.
В работе [11] отмечается двух стадийность процесса воспламенения.
Так на первой стадии образуется холодное пламя в определенной области давлений и температур. Реакции окисления не протекают до завершения.
Холодное воспламенение самопроизвольно переходит в горячее воспламенение.
Распространение пламени является последней стадией горения. Конечные продукты для разных углеводородов являются одинаковыми. В раюоте [11,с.284] делается вывод о том, что скорость распространения всех углеводородных племён ограничивается реакцией догорания окиси углерода.
В теории распространения пламени находится стационарный режим, в котором пламя распространяется с постоянной скоростью (нормальной скоростью пламени) [11].
Повышение детонационной стойкости бензина
Гуреев называет три способа [1]:
1. использование высокооктановых фракций,
2. добавление в товарный бензин высокооктановых фракций,
3. добавление специальных присадок к топливу.
Гуреев приводит таблицу октановых чисел в зависимости от способа получения бензина на нефтеперерабатывающем заводе: [1]
– термический крекинг мазута из куйбышевскиой нефти 71,2 ОЧИ и 64,2 ОЧМ,
– каталитический крекинг легкого дистилятоного сырья из смести куйбышевских нефтей 82,6 ОЧИ и 74,9 ОЧМ,
– термический крекинг полугудрона 75,6 ОЧИ и 68,5 ОЧМ,
– замедленное коксование гудрона 68,2 ОЧИ и 62,4 ОЧМ,
– каталитический крекинг тяжелого нефтяного сырья из ромашкинсковой нефти 83,8 ОЧИ и 76,2 ОЧМ,
– гидрокрекинг 75 ОЧИ и 71 ОЧМ,
– каталитический риформинг, платформинг мягкого режима 83,6 ОЧИ и 77 ОЧМ
– каталитический риформинг, платформинг жесткого режима 96,6 ОЧИ и 86 ОЧМ.
В бензинах первичной переработки нефти содержатся в больших количествах неразветвленные изомеры. Поэтому вторичные процессы нефтепеработки направлены на синтез разветвленных углеводородов из неразветвленнпых. А присадки к топливам добавляют на стадии приготовления (смешения) товарных продуктов.
Процессы первичной первичной переработки подробно описаны в работе [6], процессы вторичной переработки максимально детально разобраны в работе [7].
Свойства высокооктановых компонентов, добавляемых к ьензинам по 2 способу приведены Гуреевым в следующих данных [1]:
– бензин газовый – 89 ОЧИ, 86 ОЧМ
– изооктан технический – 100 ОЧИ, 100 ОЧМ,
– изомеры С5-С6 – 81…87 ОЧИ, 79…85 ОЧМ,
– бутановая фракция – 94 ОЧИ, 89 ОЧМ,
– изобутановая фракция – 101 ОЧИ, 97 ОЧМ
– изопентановая фракция – 93 ОЧИ, 90 ОЧМ
– алкилбензол 107 ОЧИ, 100 ОЧМ,
– толуол – 115 ОЧИ, 103 ОЧМ.
Гуреев отмечает [1], что октановое число углеводорода в чистом виде отличается от числа в составе смеси. Октановые числа бензиновой фракции прямой перегонки близки к октановым числам для чистых веществ вне смеси. Бензиновые фракции каталитических процессов имеют октановые числа в смеси выше, чем в числом виде. Алкилированные бензолы имеют числа в смеси ниже, чем в чистом виде, толуолы и ксилолы, наоборот, выше. При подборе рецептуры топлива обеспечивается равномерное октановое число по всем фракциям.
Заключение
Химмотология является совместным прочтением процессов сгорания топлив в двигателях и состава и свойств топлив. Прямой связи между конструкцией двигателя и свойствами топлива химмотология не устанавливает в целом.
Конструкция двигателя проектируется и оптимизируется по процессам сгорания топлива. Двигатели определенных типов могут выбираться исходя из доступного топлива. Однако, для новых топлив по новым экологическим стандартам Евро 3, 4, 5… проектируются и новые двигатели. В результате происходит обновление и двигателей и смена топлив на топлива с низким содержанием серы и др.
Данные по процессу сгорания топлив в двигателе, например, по экологии или теплотехническим характеристикам топлива, детонационным свойствам, имеют важное экономическое значение и определяют структуру нефтеперабатывающих производств по применению технологических процессов, направленных на выработку востребованного топлива в нужных количествах.