CC BY
11
удк 665.7(575)
КАЗАКСТАНДА ПАЙДАЛАНЫЛАТЫН М¥НАЙЛЫ ОТЫН
М.А.Сулейменов, А.К. Колпек, М. Елубай, А. Дорофеев, Ж. Жумадиров
С. Торайгыров атындагы Павлодар мемлекетт1к университет/
Автомашина жэне ушацтардыц жанармайлары. Ауыр мунай фракцияларыныц тотыгу крекинга процесане жэне цанъщпаган мунай зауыттыц газдарыныц темен температурада \ суйъщ фазалы тотыгуыныц жаца каталитикалык, жуйелери Крекинг ! зацдылыгыныц жогары кайнагыш квм\рсутект1к фракцияныц ваккумды дистилляттар мысалында Жет1бай (амбарлы жэне Й цубырлы), Атырау жэне К,аражамбас мунайлары, сонымен цатар | мазуттар: ПетроК,азак,стан Шымкентзауытыныц (ПК,ШЗ), Павлодар мунай химия зауытыныц (ПМХЗ) М-100 маркалары жэне тауарлары болып табылады. К^азацстанныц табиги шиюзаттарынан катализаторларда жогары щйнагыш фракцияларында тотыгу крекинг1 механизмы орнату эффективпй катализаторлар болып табылады. Бул мащлада элемдегл осы тацырып бойынша ¡стелген жумыстардыц шолуын жасалгак
Жанармайлар оталдыруга мэжбур ететш поршещц козгалткыштарда жану процессш тудыру ушш ко л даны лады. Жанармайларды колданылу салаларына карай автомашиналардьщ жэне ушактардьщ жанармайлары деп екше бвлeдi. Автомашиналар мен ушактардьщ жанармайлары эр турл1 салаларда колданылуына карамастан, олардьщ жалпы негпп сапальщ корсетк1штер1, оларды аньщтайтын физикалык - химиялык касиеттер жэне олардыц эксплуатациялык касиеттер1 уксас болады.
Каз1рп кездеп автомашиналардьщ жэне ушактардьщ жанармайлары тутыну кажеттштн, непзп талаптарды, экономикалык тшмдшш жактарды жэне козгалткыштардыц жумысын, эксплуатациялык талаптарды канагаттандыратын болуы керек. Бул талаптар орындалуы ушш жанармайлар томендепдей касиетке ие болуы шарт:
- кез келген температурада бipтeктi оптимальды курамды коспа алынуы ушш жаксы буланатын касиетке ие болу;
- козгалткыштьщ туракты жумыс ¡схху! ушш оньщ барльщ талагггарьша сай жану процесс! детонациясыз отетш топтьщ кем1рсутектер коспасы болу;
- узак уакыт сакталган жагдайда езшщ касиешт, курамын эзгертпейтш жене отын ретшде пайдаланылган кезде белшектерге зиянды эсерлер тудырмайтын, сондай - ак резервуарларга, резинотехникальщ курылгыларга зиян келтармейтшдей болуы керек.
Сонуы жылдары отынныц сапасына эсер ететш экологияльщ шаралар алдыцгы орынта койылуда.
Мунайлы отынныц касиеттер!.
Булануы. Крзгалщышта отынныц тольщ жануын камтамасыз ету ушш оны аз уакыт шпнде суйьщ куйдш бу куйшдеп затка айналдырып жэш оны белгш катынас мелшершде ауамш араластыру кажет жэш козкалткышта жумыс барысын пайда болдыру кажет. К^озгалткыштыц констукциясына байланысты жумыстьщ коспаньщ тузшушщ ею эдкп бар.
Б1ршпп эдю бойынша карбюраторда жанармай белшектенш буланады да, жапгыш косна пайда болады. Содан кейш буланган белзп тутшпелзрге тарала бастайды. Жанармайдыц тольщ буланбауыныц эсер ¡йен булы кепдстштеп суйьщ тамшьшары плшка (кабат) туршде бу етшзетш тутж тор1здд етюзпштердщ кабыргасына тунады. Бу козгалыстарыныц жылдамдыгына жэш суйьщ кабаттардыц эр турлшпш байланысты коспасы жэш сапасы б1ртек;п емес жантыш коспалар тутшнелерде пайда болады.
Екшпи эдю бойынша жанармай форсуноктыц комепмен жантыш камерага тура ж1бершед1 немесе етюзгпы тупк аркылы яабершзд1.
Карбюратордьщ комепмен жангьпн коспаны дайьшдаудьщ артьщшылыгы, оныц карапайымдылыкы жэш ссн1мдиш4. Сонымен катар бундай жагдайдагы жанармайлардыц булануьша катац талаптар койылатындытына байланысты оны барльщ отандьщ автомашиналарга колдапуга болады. Ал форсуноктыц кемепмен козгалткышка тура ж1бериютш жанармайларды соцгы кездеп машиналарга колдану тшмдо жэш оны отандьщ машиналарта да колданута болады. Козгалткыштарра отынды жабдьщталтан электрон ды жуйемен ж1беру тщмдь Бундай жагдайда карбюратордагы тутшнежрде отынныц таралуы б1рдей жэш отынныц экономикалык тшмдшл, ди намикалылыгы жогары, оцделген газдардыц улылыгы, олардыц зиянды эсерлер1 томен екендил аньщталды.
Жанармайлардыц физико - химияльщ кэрсеткинтерге тэ^елдипи оныц каньщкын буыньщ кысымьша, фракцияльщ курамына, шш булану жьшуьша, будьщ диффузиясыныц коэффицшттш, туткырлыгына жэш бетгк тартылуга, жылусыйымдылыгына, тырыздыгына байланысты болады. Жогарьгда аталтан сипаттамалардьщ шншн жанармайдыц булануын аньщтайтын шг1зп кэрсеткштерге каньщкан бу кысымы жэш фракцияльщ курамы жатады.
Туткырлыгы, iinbd булану жылуы, будыц диффузиялык коэффицект, жылусыйымдылыгы жанармайдьщ эр турл1 курамында езара салыстырмалы турде аз гана айырмашыльщта болады жэне осы айырмашыльщтар козгалткыштардыц конструктивтк ерекшелплн жояды. Каныккан бу кысымы жош фракциялык курамы жанармай фракциясы курамыныц взпзп KepcenciinTepi болгандыктан олар эр турл1 жагдайдагы жанармайларда эр турл1 болуы мумкш. Бул ею параметр аркылы шыгарылатын жанармайдьщ курамын, олардыц бу сынамалардыц туз1лу1нен ауыткуын, физикалык турактылыгын аньщтауга болады.
Каныккан бу кысымы температурага жэне булы, суйык фазалар катынасына тэ>елд1 болады. Температураны томендеткен кезде каныккан бу кысымы азаяды, ал температураны жогарлатканда бу фазасыньщ катынасы суйык куйге ауысады. Лабораториялык жатдайларда каныккан бу кысымын 37,8 ОС температурада жэне будыц суйык фазасыньщ катынасы (3,8 - 4,2): 1 болтан жагдайда «Бомбе рейда» (МС 1756 - 52) немесе механикалык диспергирленген турщде «Вихрь» (МС 28781 - 90) аппараттарымен аныкталады.
Жанармайдьщ фракциялык курамын арнайы курылтыда айдау аркылы аньщтайды. Оны айдау кезщде алдымен температурасын аныктап алады. Жанармайдьщ булану температурасы 10, 50, 90 пайыз болтанда жэне соцты кайнау температурасы 97,5 пайыз болганда ушактардыц жанармайлары алынады. Сонымен катар ондай курылгылар аркылы 70, 100,180 градус температураларда буланган кездег1 жанармайдьщ келемш аныктауга болады.
Жанармайлардыц фракциялык курамына жэне каныккан бу кысымына койылатын талаптар, автомашина козгалткыштарыныц конструкциясымен жэне оныц эксплуатациясыныц климаттык шарттарымен аныкталады. Бундай жагдайда алдымен теменп температурадагы козгалткышты этк1згпптк Ka6ijKxiMeH камтамасыз ету, со дан кей1н жогаргы температурада булы сынамалардыц тузшуше байланысты козгалткыш жумысыныц булануга эсер1н болдырмау керек.
Жанармайдьщ ж1бершу кабтетт1л1п 70 С - ге дешнп температурада кайнайтын жанармайга немесе оныц кэлем1ш, сонымен катар жанармайдьщ каныккан бу кысымы бойынша аныкталатын жец1л фракциясыныц Курамына тэ>елд1 болады. Коршаган ортаныц температурасы негурлым томен болса козгалткыш аркылы ж1бершет1Н жанармайдьщ жец1л фракциясы согурлым коп талап етшед1.
10 пайыздык жанармайдьщ артык кайнау температурасы мен козгалткьпшъщ эпазгштк кабиЕтшщ шекп кайнау температурасы арасандагы байланыстардьщ эмприкалык формуласы темендепдей болады:
® = Но/2 - 50,5
мундагы, 1В - етюзпштк кабшетшщ шегп температурасы, °С; гхо— 10 пайыздьщ жанармайдыц шекп кайнау температурасы, С.
Жанармайлардьщ эту касиеп олардыц каныккан бу кысымьш темаадеткен кезде нашарлайды. 34кПа кысымда жумыс кезшдег жанармайдыц буыньщ концентрациясы аз болады да, козгалткыштын етгазгшпщ кабшетт. жойылады. Сондьщтан МС 51105 - 97 маркалы машина жанармайларыныц каныккан бу кысымьшьщ тек жогаргы децгеш гана емес теменп децгеш де шектелген. Жанармайлардьщ курамьшда бутанньщ коспапары болса ол жанармайлардьщ ж]бершу кабьтеттиппш калыпты эсер етед1. Кей жагдайларда фракцияныц курамында кайнау температурасы темен жанармайлардьщ коспасыныц болуы кызган козгалткыштьщ жумысьша олкыльщ тудырады. Ол отьшды жетгазу жуйесшде булы сьшамалардыц тузшугж экеледь Автомашиналардьщ козгалткышында булы сынамалар пайда болтан жагдайда отынныц интенсивп булану процесс! байкалады. Бул кубылыс козгалткыштыц артьщ кызуын тудырады. К^оршаган ортаныц климат жагдайына байланыста бул кубылыстыц массальщ сипаттамасы пайда болуы мумкш. Ушакгардыц козгалткыштарында ушак кетершген кездеп атмосферальщ кысымныц томендеулне байланысты булы сынамалар тузшедь Булы сынамалардыц тузшу1 жанармайлардьщ булану кабшетплйтне, темпе ратурага жэне козгалткьпнтардыц конструкциясына байланысты болады. Жанармайлардьщ каныккан бу кысымы шгурлым жогары болса, согурлым 70гр.С - ге дейшп температура кезшдеп улкен келемд1 фракциясыныц кайнауы жэне 10 пайыздьщ жанармайдыц айдалуы, оньщ бастапкы кайнау температурасы темш болады. Бул кезде булы сынамалар тузшушщ арасындагы ауыткулары коп болады. Бул тэ>елдшк темендегщей улпмен аньщталады.
бси=юкбк; + 7У70
Мундагы БСИ - булы сынаманыц индексу КБ К -жанармайдыц каныккан буыныц кысымы, кПа; У70 - 70°С - ге дейшп температурада кайнайтын жанармайдыц колем к
Жанармайдыц булы сынамалардыц тузшу1нен ауыткуын, оньщ суйьщ жэне бу кушндеп фазасыныц катынасы 20 - га тец болатын шекп кызу температурасымен багалауга болады. Булы сынамалардыц тузшу мумкщщпж 48 кПа - дан жогарламауга тиют1 каныккан бу кысымыныц жогаргы децгешнщ шектелу1 себеп болады.
Жанармайдыц фракциясыныц жещл жануы оньщ физикалык турактылыгына тэуелд1 жэне оныц булануыныц тэмендеуше байланысты болады. Жанармайлардьщ булануыныц темендеу1 коп жагдайларда теменп температурада кайнайтын кем1рсутектердщ курамы бар жанармайларда байкалады. Ондай кем1рсутектерге бутан
дар жэне изопентан жатады.
Жанармайдыц кей жагдайлардагы булануыныц жогары болуы карбюратордыц тез ысталуына себеп болады.Карбюраторда жанармайдыц булануы оныц болшектершщ температурасыныц томендеу1мен тусщщршздо. Aya температурасы 4 С шамасынан жогары ылгалдыльщта карбюратор даты су катады.
Жанармайдыц булануын томендете отырып, карбюраторда муз к ату га жол бермеуге болады. BipaK бул жагдай жанармайдыц жчбершу кабшетш нашарлатады. Сондьщтан жанармайларта оларды катырмайтын арнайы заттар косады немесе конструктив^ шаралар колданады.
Фракцияльщ курамыныц козгалткышты кыздыру жылдамдыгыныц корсетюппериЕтэзелдшп, оныц пайдаланылуьша, тутпсп поршшдц болшектердщ тозуына байланысты болады. 50% - ды жанармайларды айдау температурасы козгалщьпнты артъщ кыздыру жылдамдыгына эсер еседо. Крзгалщышты аргык кыздыру жьщдамдыгы коршатан ортаньщ температурасьша тэугдщ болады. Ауаньщ температурасы жгурлым томш болса, сотурлым 50% - дьщжанармайды айдау температурасы > темш болады жэж козгалткьпшъщ кабылдагыштьщ кабикп жаксарьш тез кызады. Температураны томшдеткш сайьш бул кубылыс кушейе туседц, сондыктан бул кубьшыстьщ нормалары температурам® тыгыз байланысты болады жэж эксплуатациялык талаптары климат жагдайьша байланысты эр турш болады.
К,озталткыштыц калыпты жумыс жасауы уппн, 90% - дьщ жанармайды айдауга кажети отынныц булануы жэне шекп кайнау температурасы улкен роль аткарады. Отюзу жуйесшдеп жанармай толык буланбаган жагдайда, оныц буланбаган болпл суйык кушнде тутжшелердщ кабыргаларындагы майларды жуа отырып камерага туседь Суйык пленка поршещц доцгелектердщ сацылауы аркылы картерге юредь Осы кезде май суйылады. Бул кубылыс козгалткыш жумысыныц экономикальщ тшмдшине жэне оныц куаттылыгына Kepi эсерш типзедк Бундай жагдайда козгалткыш тез тозады. Жанармай кайнаганнан кешн температурасын тэмендеткен кезде, оныц эксплуатациялык кабьчеп жогарлайды да, козгалткыштагы жанармайдыц коры азаяды. К^айнаганнан кешни жанармайдыц температурасыныц KOTepmyi, Ka3ipri кезден автомашиналардьщ электронды баскарылуы кезшдеп жанармайлардыц жуйелерге тура отуше кушп эсер етедь MC Р 51105 - 97 маркалы машиналардыц соцгы кезде коптеп пайдаланылуына байланысты, жанармайлардыц кайнау температурасыныц nieri 215°С температуралыкнормага сэйкес бекшлген.
Автомашина жанармайларыныц булануына койылатын талаптар, олардыц колданылуыныц температуралык шарттарына мшдетп турде
тэ>елд1 болады. Бодш жершгздщ климаттык жагдайларныа байланысты автомашиналардын жанармайларын фракцияльщ курамын еюге беледк кыскы жэж жазгы.
МС Р 51105 - 97 маркалы жанармайларды булану корсетюштерше байланысты бес топка беледь Фракцияльщ коспага жене каныккан бу кысымына койылатын талаптар ортаньщ сол кездеп климаттык жатдайларына байланысты болады. Осындай маркалы топтагы жанармайлар эр турл1 климат жагдайларында козгалткыштыц эксплуатацияльщ талаптарын жогары дэрежеде канагаттандырады жэш ол жанармайдыц жумсалуыныц экономикальщ ти1мдш1гш арттырады.
Резюме
Целью проведенного в работе исследования является установление механизма окислительного крекинга высококипящих нефтяных фракций на катализаторах из казахстанского природного сырья, а также разработка принципов жидкофазного гетерогенного окисления непредельных углеводородов и выявление на этой основе эффективных катализаторов для получения продуктов неполного окисления в водной, водноацетатной средах и в диметилформамиде.
Resume
То determine the mechanism of oxidizing cracking of high-boiling oil fractions on the catalysts from Kazakhstan natural raw materials as well as principles of liquid phase heterogeneous oxidation of unsaturated hydrocarbons in order to find effective catalysts for obtaining the products of incomplete oxidation in aqueous, water-acetate media and dimethylformamide.
