Константин Владимирович Ефанов - Химмотология. ДВС и переработка нефти

программе ANSYS конечно-разностным методом, в котором учитываются химические реакции горения.

Процессы цепных реакций окисления подробно рассмотрены в работах академика Семенова [8], [9].

Франк-Каменецкий в работе [11] указывает, что для при выделении большого количества энергии радикалы, свободные атомы, лабильные молекулы (такие как перекись) с избыточной химической энергией, которые затем переходят в стабильные химические соединения. Это обстоятельство определяет процесс горения. Наиболее изучены на момент написания [11] цепные реакции окисления водорода.

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