Научная статья на тему 'ВЛИЯНИЕ ПЛОТНОСТИ ТОПЛИВ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЕЙ'

ВЛИЯНИЕ ПЛОТНОСТИ ТОПЛИВ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЕЙ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
44
2
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПЛОТНОСТЬ ТОПЛИВА / ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЕЙ / НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА / ПРИСАДКИ К ТОПЛИВАМ

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Магарил Елена Роменовна, Магарил Ромен Зеликович

Обосновано отрицательное влияние повышенной плотности моторных топлив на экологические и на эксплуатационные характеристики автотранспорта. Предложен комплекс технологических решений, направленных на снижение плотности применяемых топлив, включающий изменение соотношения мощностей нефтепереработки, температурного диапазона выкипания бензиновых и дизельных фракций, введение в топлива присадок и добавление бутанов в бензины.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Магарил Елена Роменовна, Магарил Ромен Зеликович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

EFFECT OF DENSITY OF FUELS ON THE OPERATIONAL AND ECOLOGICAL CHARACTERISTICS OF MOTOR VEHICLES

Negative influence of the increased density of motor fuels on ecological and on operational characteristics of motor transport is proved. The complex of the technological solutions, aimed to decrease the density of the fuels, which are used, including a change of a ratio of capacities of oil processing, temperature range of boiling of gasoline and diesel fractions, introduction of additives into fuels and addition of butanes to gasolines is offered.

Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ ПЛОТНОСТИ ТОПЛИВ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЕЙ»

УДК 574:665

ВЛИЯНИЕ ПЛОТНОСТИ ТОПЛИВ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЕЙ

EFFECT OF DENSITY OF FUELS ON THE OPERATIONAL AND ECOLOGICAL CHARACTERISTICS OF MOTOR VEHICLES

Е. Р. Магарил, Р. З. Магарил

E. R. Magaril, R. Z. Magaril

Уральский федеральный университет, г. Екатеринбург, Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень

Ключевые слова: плотность топлива; эксплуатационные и экологические характеристики автомобилей; нефтепереработка; присадки к топливам Key words: density of fuel; operational and ecological characteristics of motor vehicles; oil refining;

fuel additives

Непрерывно растущий мировой автопарк является одним из основных потребителей нефтепродуктов. Процесс эксплуатации автотранспорта неизбежно связан с ростом сопутствующих потреблению топлив эмиссий токсичных веществ, сажи и парниковых газов, на современном этапе автомобили являются одним из основных источников загрязнения окружающей среды [1]. В значительной степени экологические характеристики и энергоэффективность эксплуатации автомобилей связаны с качеством применяемых моторных топлив, которое является лимитирующим фактором при попытке решения проблемы обеспечения экологической безопасности эксплуатации автомобилей методами совершенствования конструкции двигателей и автомобилей, совершенствования системы поддержания работоспособности, дорожной сети и управления движением.

Качество моторных топлив в значительной степени определяется его плотностью — легко определяемым и контролируемым параметром качества нефтепродуктов. Целесообразно рассмотреть влияние плотности на экологические и эксплуатационные

108

Нефть и газ

№ 6, 2016

характеристики автомобилей. Это создает научную основу для обоснования комплекса технологических мер повышения экологической безопасности и эффективности автотранспорта, основанной на влиянии на плотность моторных топлив.

Таблица 1

Теплота сгорания и удельное выделение

диоксида углерода при сгорании различных углеводородов

Зависимость удельных выбросов диоксида углерода от плотности моторных топлив. Диоксид углерода является неизбежным продуктом сжигания топлива. Объективной характеристикой моторного топлива относительно выделения диоксида углерода при его сжигании является отношение образования диоксида углерода к получаемой энергии.

В таблице 1 приведены результаты расчета выделения диоксида углерода при сгорании различных углеводородов в состоянии идеального газа при 300 К, продукты горения выбрасываются при 900 К, использованы термодинамические данные [2].

Наибольшее удельное выделение диоксида углерода дает бензол, наименьшее пропан, выделение диоксида углерода для бензола на 23 % больше, чем для пропана. Для алканов, алкенов и цик-лоалканов удельное выделение диоксида углерода достаточно близко (63,8 - 70,8 мг/кДж), для ароматических углеводородов оно значительно выше, для углеводородов С6 - С10 — 82,7-78,0 мг/кДж. Удельное выделение диоксида углерода удовлетворительно коррелирует с плотностью углеводородов (рис. 1).

Теплота сгорания идеального газа при 300 К с отводом Удельное

Углеводород выделение СО2, мг/кДж

продуктов сгорания при 900 К, кДж/кг

Пропан 47001 63,8

н-Бутан 46333 65,5

изо-Бутан 46189 65,7

н-Пентан 45953 66,5

изо-Пентан 45841 66,7

н-Гексан 45691 67,2

3-Метилпентан 45645 67,3

н-Октан 45363 68,1

изо-Октан 45225 68,3

н-Пентен-1 45528 69,0

н-Октен-1 45087 69,7

Циклопентан 44723 70,3

Циклогексан 44361 70,8

Этилциклогексан 44293 70,0

Бензол 40909 82,7

Толуол 41300 81,1

Этилбензол 41707 79,6

Изопропилбензол 41972 78,0

Рис. 1. Зависимость удельного выделения СО2 от плотности углеводородов

Для спиртов и эфиров удельное выделение диоксида углерода такое же, как у алкенов и циклоалканов (таблица 2).

Для моторных топлив теплота сгорания с удовлетворительной точностью (ошибка менее 0,2 %) определяется по формуле Е. Басса с поправкой Б. В. Лосикова [3]

20

дн = 49907 - 8552 , кДж/кг . (1)

Таблица 2

Удельное выделение диоксида углерода при сгорании спиртов и эфиров

Топливо Теплота сгорания, кДж/кг Удельное выделение диоксида углерода, мг/кДж

Метиловый спирт 21486 64,0

Изопропиловый спирт 31655 69,5

Диэтиловый эфир 34611 68,7

трет-Бутиловый спирт 33677 70,7

Метил-трет-бутиловый эфир 35838 69,7

Рассчитано по данным [2]

Переведя в р15 с использованием формулы М. М. Кусакова по уравнению

р15 ~ Р2\ + 0-0035 [4] для расчета теплоты сгорания, получим уравнение (2)

15

дн = 49936,9 - 8552 Р15 , кДж/кг .

(2)

Содержание углерода определяется по эмпирической формуле Крэга (3) [5]

15

С = 74 + 15 р15, % . (3)

При сжигании топлива с таким содержанием углерода удельное образование диоксида углерода WCO в расчете на тонну топлива составит:

44

ЖШ2 = 0,01 • (74 + 15рр55) • — = 0,55 • (4,93 + рр55), т/ т топлива

(4)

и удельное выделение диоксида углерода на единицу получаемой при сжигании топлива энергии определим по уравнению

(5)

4 93 + Р15 - = 64,31 15 , мг/кДж .

бн 5,83 - р

На рис. 2 (а), (б) приведены эти линейные зависимости удельного выделения диоксида углерода от плотности моторного топлива с° при изменении плотности изме-

а

няется в большей степени, чем WCo^ , поскольку рн с увеличением плотности уменьшается. Таким образом, чем меньше плотность моторного топлива, тем меньше выбросы диоксида углерода на единицу получаемой при его сжигании энергии (для двигателя данного типа). Плотность топлива возрастает с ростом содержания непредельных и ароматических углеводородов, что приводит соответственно и к росту удельных выбросов диоксида углерода.

3.105

0.715

0.765 0.815

а'1

0.865

0.715 0.755

0.795 0.835

Р\5 б

0.875

Рис. 2. Зависимость удельного выделения СО2 от плотности моторных топлив:

(о) Wсo2 = ¡( Р5); (б)

=/( Р5)

а

Зависимость выбросов оксидов углерода и азота от плотности моторных топлив. Ранее авторами было показано [6-10], что при сгорании стехиометрической смеси углеводорода СпН2п-х с воздухом максимальная температура в пламени возрастает тем больше, чем больше х, за счет уменьшения количества продуктов сгорания, несмотря на то, что теплота сгорания в кДж/моль при этом снижается. При этом величина разогрева продуктов сгорания АТ определяется по установленному авторами соотношению

АТ = = 613И - 3 = 2135П- 0'168^ , (6)

(287п - 53,5х)-10-3 п - 0,186х

где ш! — число молей, с! — теплоемкость продуктов сгорания. Таким образом, максимальный разогрев достигается для ароматических углеводородов, имеющих наибольшую плотность. Увеличение содержания в топливе непредельных и ароматических углеводородов, и соответственно, плотности ужесточает температурный режим в двигателе.

Авторами на основе теоретического анализа, проведенного с использованием данных [11] было показано [12], что содержание оксидов углерода и азота в составе отработавших газов значительно выше, чем в термодинамически равновесной смеси при температуре выхлопа (900 К), которой должны соответствовать ничтожно малые концентрации. Оксиды углерода и азота в двигателе образуются по реакциям

2СО + О2 = 2СО2 + 566 кДж , (7)

N2 + 02 = 21ЧО - 181 кДж/моль. (8)

Скорости этих реакций с понижением температуры за фронтом пламени быстро снижаются, равновесные концентрации также быстро уменьшаются, поскольку константы равновесия находятся в сильной зависимости от температуры. Ввиду этого, на конечную концентрацию, наблюдаемую в отработавших газах, определяющим образом влияет максимальная температура, достигаемая в пламени. Следует отметить, что оксид азота может практически нацело расходоваться в реакции

2Ш + 2С0 = N2 + 2С02, (9)

так как равновесие этой реакции практически нацело сдвинуто вправо (К2750 ~ 103'9, К900 ~ 1033[2]), но благодаря высокой энергии активации распада (по данным [13] 632 кДж/моль) со снижением температуры газов скорость реакции резко падает (реакция «замораживается»), и она практически не влияет на содержание оксида азота в отработавших газах.

Таким образом, с ростом содержания непредельных и ароматических углеводородов, и, соответственно, плотности топлива, температура, развивающаяся в пламени, увеличивается, что приводит к росту выбросов с отработавшими газами оксидов углерода и азота.

Зависимость выбросов углеводородов и продуктов их неполного окисления от плотности моторных топлив. Содержание углеводородов и их оксипроизводных в отработавших газах бензиновых и дизельных двигателей может определяться двумя разными процессами. В пристенном слое камеры сгорания температура и концентрация кислорода низки, и идет не горение, а окислительный пиролиз. Алифатические углеводороды распадаются преимущественно до метана, этана, этилена и пропилена [14, 15], окисление этих продуктов дает формальдегид, ацетальдегид, акролеин. Ароматические углеводороды подвергаются конденсации с образованием полициклических ароматических углеводородов и нагара [16, 17], а их частичное окисление дает фенолы. Толщина пристенного слоя в зависимости от конструкции двигателя и режима его работы составляет 0,05 - 0,38 мм [18].

Если диаметр и высота камеры сгорания (цилиндра двигателя) Би Н, а толщина пристенного слоя Ь, то, при равномерном распределении топлива доля его, находящаяся в пристенном слое жБИН : жВ2И/4=4И/Б, при Б = 90 + 100 мм иЬ = 0.05 + 0.38 мм доля бензина в пристенном слое 0,2 + 1,7 %, что по порядку величины соответствует наблюдаемым выбросам углеводородов и их оксипроизводных бензиновыми двигате-

лями (при отсутствии каталитического нейтрализатора). При попадании на стенку не-испарившихся капель топлива скорость испарения понижается, так как температура стенки значительно ниже температуры в газовом объеме, в результате количество продуктов неполного горения резко возрастает. Неиспаряющейся части бензина тем больше, чем выше содержание в бензине тяжелых хвостовых фракций. По данным, опубликованным в [19] уменьшение температуры выкипания 90 % бензина от 182 до 138 0С снижает выбросы углеводородов и их оксипроизводных на 22 %.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Второй процесс образования углеводородов и их оксипроизводных, возможный в бензиновых двигателях — образование при а = 1 локальных объемов, в которых а < 1. В этом случае также идет термоокислительный пиролиз (но при более высокой температуре, чем в пристенном слое).

В дизельном двигателе парциальное давление кислорода всегда велико и температура в пристенном слое всегда выше вследствие более интенсивной передачи тепла излучением, так как чернота пламени выше. В результате выброс углеводородов дизельными двигателями ниже, а оксипроизводных выше, чем бензиновыми двигателями.

Алифатические углеводороды распадаются термически и окисляются значительно быстрее, чем бензол, а в алкилбензолах химически наиболее стабильно бензольное кольцо. Поэтому даже после доокисления отработавших газов в каталитическом нейтрализаторе доля бензола в общем содержании углеводородов выше, чем в бензине [20].

В отработавших газах содержится как малотоксичные, так и высокотоксичные углеводороды и их оксипроизводные; малотоксичные — метан, этан, этилен, пропилен в сумме составляют до 80 % углеводородов и их оксипроизводных в отработавших газах. Однако, содержатся в отработавших газах и очень токсичные вещества: фенол, формальдегид, ацетальдегид, бенз(а)пирен. Альдегиды, содержащиеся в отработавших газах, значительно токсичнее бензола, но в природных условиях время их жизни невелико, тогда как бензол очень стабилен. Сильнейший канцероген бенз(а)пирен и его аналоги (полициклические ароматические углеводороды) образуются при конденсации моноциклических ароматических и их содержание в отработавших газах тем больше, чем больше ароматических углеводородов содержится в бензине [21]. Так, при горении бензола выбросы бенз(а)пирена до 26,0-28,6 раза больше, чем при горении гексана, гексена и циклогексана (таблица 3, [22]).

Таблица 3

Влияние углеводородов на содержание бенз())пирена (ppm) в отработавших газах

Углеводород Коэффициент избытка воздуха

1,15 2,0 2,5

Бензол 28,6 429 335

Циклогексан 1,1 33 54

Гексен-1 1,0 32 31

Гексан 1,0 24 17

Таким образом, повышение плотности топлива, связанное с увеличением содержания в нем непредельных и ароматических углеводородов, а также с утяжелением фракций бензина и дизельного топлива, увеличивает вероятность попадания капель топлива на стенку и, соответственно, долю реакций, протекающих в пристенном слое. Это снижает образование продуктов полного горения топлива и увеличивает выбросы не-догоревших углеводородов и продуктов их неполного окисления и конденсации. При повышении плотности топлива увеличивается не только общее содержание углеводородов в отработавших газах, но и значительно возрастают выбросы наиболее токсичных из них — бензола и бенз(а)пирена.

Зависимость выбросов сажи от плотности моторных топлив. Сажа — продукт глубокого термического распада углеводородов. При гомогенном горении в бензиновом двигателе она образуется только при недостатке кислорода (а < 1) [23], что может наблюдаться в условиях карбюраторного двигателя, либо при детонационном горении. При диффузионном горении, реализуемом в дизельном двигателе, сажа образуется всегда. При горении капель топлива пары топлива, нагреваясь от фронта пламени по

пути от поверхности капли к пламени, подвергаются глубокому пиролизу с образованием сажи, которая полностью или частично сгорает в пламени. Выход сажи из углерода углеводородного топлива увеличивается с увеличением отношения С : Н в углеводороде. По данным [24] склонность углеводородов к образованию сажи количественно характеризуется рядом бензол : толуол : ксилол : метан = 8.2 : 6.6 : 4.5 : 1.0. По данным [25] склонность алканов к образованию сажи не зависит от числа атомов углерода в молекуле, для других классов углеводородов с увеличением числа атомов углерода в молекуле (снижается С : Н) склонность к образованию сажи уменьшается; в ряду алканы < алкены и моноциклические циклоалканы < диены и бициклические цик-лоалканы < арены < нафталины — увеличивается. Из углеводородов, содержащихся в бензине, наибольший выход сажи дает бензол. При чисто термическом разложении углеводородов (условия горения капель топлива при движении паров от поверхности капли к фронту пламени) образование сажи тормозится водородом, содержание которого в продуктах пиролиза тем меньше, чем больше ароматизованность топлива. Сгорание частиц образовавшейся сажи и их газификация идет в результате реакций

С + О2 = СО2, (10)

С + Н2О = СО + Н2, (11)

С +СО2 = 2СО . (12)

Газификация водой идет с константой скорости примерно в 1,6 раза большей, чем диоксидом углерода [25]. При топливе с меньшим отношением С : Н (менее аромати-зованном) отношение [Н20] : [С02] больше, что способствует более глубокой газификации сажи. Таким образом, выбросы сажи двигателями внутреннего сгорания тем больше, чем больше степень ароматизованности моторного топлива, и соответственно, его плотность. В бензинах наибольший выход сажи при горении с недостатком воздуха (или при детонационном горении) дает бензол; дизельные топлива дают тем большее сажеобразование, чем выше в них содержание конденсированных (би- и трицикличе-ских) ароматических углеводородов.

Зависимость эксплуатационных характеристик автомобилей от плотности применяемого топлива. Повышение плотности топлива (при увеличении содержания в топливе непредельных и ароматических углеводородов; повышении конца кипения) приводит к росту нагарообразования в двигателе. Поскольку в условиях двигателя протекают также реакции окисления и газификации нагара (реакции (10)—(12)) — достигается некоторая равновесная толщина нагара, соотношение скоростей реакций (10)—(12) и реакции нагарообразования определяют количество нагара в двигателе.

Нагарообразование повышает максимальную температуру в двигателе, ввиду теплоизоляционных свойств нагара, что повышает вероятность возникновения детонационного горения в бензиновых двигателях [26]. Нагар представляет собой аналог окисленного нефтяного кокса, весьма реакционно активен и склонен к самовоспламенению при 330-360 0С [27]. При сгорании топливовоздушной смеси и выпуске продуктов сгорания нагар раскаляется и вследствие низкой теплопроводности сохраняет высокую температуру при впуске новой порции топливовоздушной смеси. Взаимодействуя с кислородом, нагар образует «горячие точки», вызывающие преждевременное горение в такте сжатия. Это увеличивает расход энергии на сжатие и удельный расход топлива, снижает мощность двигателя, а в бензиновых двигателях еще в большей степени увеличивает вероятность возникновения детонации. Для обеспечения бездетонационной работы требуемое октановое число бензина после образования нагара в двигателе повышается, как известно, на 10 и более пунктов [20, 28]. Нагар приводит также к преждевременному выходу из строя свечей зажигания. Следует отметить, что увеличение удельного расхода и снижение мощности двигателя происходят также вследствие значительного увеличения затрат энергии на трение в двигателе после образования нагара.

Устранение нагарообразования в двигателе, как показано в [8, 9, 12, 29-32] значительно улучшает как эксплуатационные, так и экологические характеристики автомо-

билей. Таким образом, актуальной задачей является максимально возможное снижение нагарообразования за счет влияния на качество применяемых топлив.

С увеличением плотности топлива и пропорционального плотности поверхностного натяжения ухудшается смесеобразование в двигателе за счет увеличения среднего размера капель впрыскиваемого топлива, что увеличивает время его сгорания. С ростом плотности возрастает также вязкость топлива. Между тем, увеличение вязкости дизельного топлива выше ~ 6,5 мм2/с при 20 0С снижает заполняемость топливного плунжерного насоса, и его подача снижается тем в большей степени, чем выше вязкость.

Увеличение плотности дизельных топлив отрицательно сказывается на величине цетанового числа. Цетановое число может быть подсчитано исходя из группового углеводородного состава по уравнению (13), [3]:

где П, Н и А — содержание соответственно парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов, мас.%. Цетановое число линейно снижается до 30 с ростом содержания ароматических углеводородов до 50 % [3]. Таким образом, увеличение содержания в топливе ароматических углеводородов, а соответственно, плотности топлива, при прочих равных условиях снижает величину цетанового числа.

Технологические решения, направленные на снижение плотности топлив. Проведенный авторами анализ показывает, что повышение плотности применяемых бензинов и дизельных топлив негативно влияет на экологические и эксплуатационные характеристики автомобилей. Производство топлив с плотностью, пониженной до минимального значения, определяемого нормами для данной категории качества [33], возможно при смещении приоритетов нефтеперерабатывающей промышленности в направлении развития процессов, обеспечивающих минимальное содержание ароматических углеводородов в топливе.

Необходимо обязательное ограничение содержание риформата в бензине (принятое в ряде стран) ввиду высокого содержания ароматических углеводородов в бензинах риформинга. При этом требуемая величина октанового числа при высоких экологических свойствах бензина может быть обеспечена за счет повышения содержания изоме-ризата, что требует ускоренного развития мощностей изомеризации балансового количества НК — 82°(С5-С6). Это позволит снизить содержание в бензине ароматических углеводородов примерно в 1,5 раза [7].

Другим возможным, но значительно более затратным путем решения задачи снижения содержания ароматических углеводородов при увеличении производства высокооктановых бензинов является создание комплексов весьма значительных мощностей гидроочистка вакуумного газойля — каталитический крекинг +гидрирование- алкили-рование.

Необходимо наращивать мощности гидрокрекинга, продукты которого содержат незначительное количество ароматических углеводородов, при максимальном увеличении изоалканов.

Снижение плотности производимых топлив изменением соотношения мощностей нефтепереработки требует весьма значительных капитальных затрат, и доступно не для всех стран. В то же время, возможно снижение плотности и некапиталоемкими методами.

Один из таких методов — введение в бензины бутанов в пределах допустимого уровня давления насыщенных паров, что позволит несколько снизить содержание ароматических углеводородов. Это достигается регулированием процесса при прохождении бензина через стабилизационную колонну, и не требует капитальных затрат.

Изменение плотности топлив возможно путем изменения температурного диапазона выкипания бензина и дизельного топлива (при прочих равных условиях). Для бензинов для снижения содержания ароматических, и соответственно, плотности требуется снижение конца кипения до 150-160 0С. Для дизельных топлив желательно снижение начала кипения до 150-60 0С и уменьшение конца кипения. Это уменьшит соотношение С:Н, а соответственно и плотность топлива. Кроме общего снижения содержания ароматических углеводородов достигается значительное снижение содержания

ЦЧ = 0,85П + 0,1Н-0,2А,

(13)

полициклических ароматических углеводородов и серы, а также понизится температура застывания, что весьма существенно для стран с холодным климатом.

Следует отметить, что снижение плотности, связанное со снижением содержания ароматических углеводородов в топливах снизит моющие свойства. Кроме того, снижение конца кипения бензинов будет увеличивать давление насыщенных паров бензина, что приведет к увеличению потерь от испарения. Требуемое обеспечение необходимого уровня моющих свойств, и снижение давления насыщенных паров без осложнения смесеобразования в двигателе не может быть достигнуто методами нефтепереработки, и решается введением в бензины в качестве присадок поверхностно-активных веществ [34].

Негативные экологические и эксплуатационные последствия, связанные с повышенной плотностью топлив, позволяют устранить применение высокоэффективных присадок к топливам, обеспечивающих предотвращение образования нагара в двигателе [6, 12, 29-32, 35, 36]. Это — быстрореализуемая малозатратная альтернатива, которая позволяет решить проблему обеспечения экологической безопасности и эффективности эксплуатации автотранспорта в кратчайшие сроки.

Таким образом, теоретически обосновано негативное влияние повышенной плотности моторных топлив на экологические и эксплуатационные характеристики автомобилей. Увеличение плотности связано с повышенным содержанием ароматических углеводородов и тяжелых фракций, что приводит к росту выбросов токсичных веществ, сажи и углекислого газа, удельного расхода топлив и требований к октановому числу бензина, снижает цетановое число дизельных топлив, ухудшает смесеобразование в двигателях и увеличивает нагарообразование.

Сформулированы задачи нефтеперерабатывающей промышленности по расширению мощностей процессов, обеспечивающих производство топлив с минимальными регламентированными значениями плотности. Предложены малозатратные методы снижения плотности регулированием температурного диапазона выкипания бензина и дизельного топлива, введением бутанов и присадок к топливам. Реализация комплекса предлагаемых мероприятий позволит значительно повысить экологическую безопасность и эффективность эксплуатации автотранспорта и других видов транспорта, потребляющих бензины и дизельные топлива.

Список литературы

1. EEA (European Environmental Agency), Air quality in Europe, EEA Report, 5/2014.

2. Жоров Ю. М. Термодинамика химических процессов. Нефтехимический синтез, переработка нефти, угля и природного газа. -М.: Химия, 1985. -464 с.

3. Нефтепродукты. Свойства, качество, применение. Справочник / Под ред. Б. В. Лосикова. -М.: Химия, 1966. - 776 с.

4. Эмирджанов Р. Т., Лемберанский Р. А. Основы технологических расчетов в нефтепереработке и нефтехимии. -М.: Химия, 1989. -С.9-10.

5. Рабинович Г. Г. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки: справочник.-М: Химия, 1979.-568 с.

6. Магарил Е. Магарил Р. Автомобильные топлива: проблемы энергоэффективности и экологической безопасности. -Deutchland: Saarbrücken, 2012. - 206 с.

7. Magaril E. The Solution to Strategie problems in the oil refining industry as a factor for the sustainable development of automobile transport // WIT Transactions on Ecology and The Environment. - 2014. - Vol. 190(2). - pp. 821-832.

8. Магарил Е. Р., Магарил Р. З. Моторные топлива: уч. пособие. -М.: КДУ, 2008. - 160 с.

9. Магарил Е. Р. Магарил Р. З. Моторные топлива: уч. пособие. 2-е изд. - М.: КДУ, 2010. - 160 с.

10. Магарил Е. Р. Экологические свойства моторных топлив. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2000. - 171 с.

11. Кондратьев В. Н. Константы скорости газофазных реакций: справочник. - М.: Наука, 1970. - С.228-241.

12. Magaril E. The influence of carbonization elimination on the environmental safety and efficiency of vehicle opera-tion// International Journal of Sustainable Development and Planning. - 2013. - Vol. 8(2). - pp.231-245.

13. Гурвич Л. В., Карачевцев Г. В., Кондратьев В. Н., Лебедев Ю. А., Медведев В. А., Потапов В. К., Ходеев Ю. С. Энергии разрыва химических связей. Потенциалы ионизации и сродство к электрону. -М.: Наука, 1974. - С. 110-114.

14. Магарил Р. З., Механизм и кинетика гомогенных термических превращений углеводородов. - М.: Химия, 1970. - С. 53-122.

15. Мухина Г. Н., Барабанов Н. Л., Бабаш С. Е., Меньшиков В. А., Аврех Г. Л. Пиролиз углеводородного сырья. -М.: Химия, 1987. -С.18-20.

16. Магарил Р. З., Теоретические основы химических процессов переработки нефти. - М.: КДУ, 2008. - С.72-75.

17. Корзун Н. В., Магарил Р. З. Термические процессы переработки нефти. - М.: КДУ, 2008. - С. 40-43.

18. Лернер М. О., Химические регуляторы горения моторных топлив. - М.: Химия, 1979. - 222 с.

19. Pawlak Z. Tribochemistry of lubricating oils. - Amsterdam: Elsevier, 2003. - 382 p.

20. Гуреев А. А., Азев В. С. Автомобильные бензины. Свойства и применение. -М.: Нефть и газ, 1996. - С. 338-339.

21. Ravindra K., Sokhi R. & Van Grieken R. Atmospheric polycyclic aromatic hydrocarbons: source attribution, emission factors and regulation// Atmos Environ. - 2008. - Vol.42 (13). - pp. 2895-2921.

22. Данилов А. М. Присадки и добавки. Улучшение экологических характеристик нефтяных топлив. - М.: Химия, 1996. - С. 81-82.

23. Теснер П. А., Образование углерода из углеводородов газовой фазы. - М.: Химия, 1972. - С. 40-45.

24. Tesner P. A., Shurupov S. V. Some physico-chemical parameters of soot formation during pyrolysis of hydrocarbons //Combustion Science and Technology. - 1995. - Vol 105(1-3). - pp. 147-161.

25. Chemistry and Physics of Carbon. Ed. by Philip L Walker Jr., Marcel Dekker, Inc., New York, 1965.

26. Magaril, E. R., Magaril, R. Z., Bamburov, V. G. Specific features of combustion in gasoline-driven internal combustion engines// Combustion, Explosion and Shock Waves. - 2014. - Vol.50 (1). - pp. 75-79.

27. Сюняев З. И. Нефтяной углерод. - М.: Химия, 1980. - 124 с.

28. Грузе В. А., Стивенс Д. Р. Технология переработки нефти. - Л.: Химия, 1964. - 414 с.

29 Магарил Е. Р., Магарил Р. З., Чендарев А. В., Корзун Н. В. Влияние нагарообразования на экологическую безопасность эксплуатации автомобилей с бензиновыми двигателями // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. - 2011. - № 3.-С. 85-88.

30 Magaril E. Improving the efficiency and environmental safety of gasoline engine operation// WIT Transactions on Built Environment. -2013. - Vol. 130. - pp. 437-485.

31 Magaril E. Carbon-free gasoline engine operation// International Journal of Sustainable Development and Planning. - 2015. - Vol. 10(1). -pp. 100-108.

32 Магарил Е. Р., Магарил Р. З., Бамбуров В. Г., Пушин В. Г., Чендарев А. В. Защитно-каталитический нанос-лой для бензиновых двигателей внутреннего сгорания // Химическая технология. - 2011. - Т. 12. - № 8. - С. 485-490.

33 Worldwide Fuel Charter, 5th edition, 2013, http://www.acea.be/collection/publications.

34 Magaril E. R. Reducing gasoline loss from evaporation by the introduction of a surface-active fuel additive// WIT Transactions on the Built Environment. - 2015. - Vol. 146. - pp. 233-242.

35 Magaril E. Improving car environmental and operational characteristics using a multifunctional fuel additive// WIT Transactions on Ecology and the Environment. - 2011. - Vol. 147. - pp. 373-384.

36 Магарил Е. Р., Магарил Р. З. Повышение экологической безопасности и эффективности эксплуатации автотранспорта применением присадки к топливам// Транспорт Урала. - 2014. - № 2 (41). - С. 84-89.

Сведения об авторах

Магарил Елена Роменовна, д. т. н., профессор, заведующий кафедрой «Экономика природопользования», Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, г. Екатеринбург, тел. + 7(343)3743320, e-mail: magaril67@mail.ru

Магарил Ромен Зеликович, д. т. н., профессор, главный научный сотрудник кафедры «Переработка нефти и газа», Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень, тел. +7(3452)256925, e-mail: png@tsogu. ru

Information about the authors

Magaril E. R., professor, Doctor of Engineering, head of the chair «Environmental Economics», Ural Federal University named after the first President of Russia B. N. Yeltsin, Yekaterinburg, phone: +7(343) 3743320, e-mail: magaril67@mail. ru

Magaril R. Z., Doctor of Engineering, professor, senior researcher of the chair «Oil and Gas Processing», the Industrial University of Tyumen, phone: +7(3452)256925, e-mail: png@tsogu. ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.