ДОСЛІДЖЕННЯ ВИПАРОВУВАНОСТІ БЕНЗИНОВОЇ ФРАКЦІЇ, ОТРИМАНОЇ ПРИ ПІРОЛІЗІ ПОЛІМЕРІВ ПІСЛЯ КОМПАУНДУВАННЯ З ОКСИГЕНАТАМИ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-5364.2025.1.07Ключові слова:
оксигенати, фракція, полімерна сировина, піроліз, автомобільний бензин, компаундування, олефіни, азеотропи, випаровуваністьАнотація
В статті розглянуто основні фізичні властивості антидетонаційних присадок до бензину – оксигенатів, представлених спиртами (СН3ОН, С2Н5ОН) та метил-трет- бутиловим ефіром (CH3OC4H9), а також їх вплив на такий показник якості автомобільного бензину як випаровуваність. Запропоновано оцінювати випаровуваність автомобільного бензину за фракційним складом (Vt=f(tк.), % (об.)) і тиском насичених парів (P37,8, кПа), який зазвичай вимірюється при 37,8 °C (100°F). Саме ці фізико-хімічні показники якості разом з температурою початку кипіння (tп.к.) та вмістом (Х, % (об.)) ок- сигенатів є основними для характеристики випаровуваності окремих фракцій та сумішей.
Представлені результати експериментальних досліджень, які свідчать про змен- шення (на 6 кПа) величини показника P37,8 в залежності від збільшення (від 55 °С до 70 °С) величини показника tп.к. фракції п.к. – 180 °С. Показник P37,8 означеної фракції має досить низьке значення (45 кПа), що свідчить про необхідність компаундування фракції п.к. – 180 °С низькокиплячими вуглеводнями (наприклад, ізобутан та ізопентан).
Компаундування фракції п.к. – 180 °С з 15 % (об.) CH3OC4H9, сприяє зниженню величини показника tп.к. суміші на 9,0 °С, а з спиртами СН3ОН та С2Н5ОН, не впливає на величину показника tп.к. суміші. Із збільшенням вмісту оксигенатів, підвищується значення P37,8 (від 11 кПа до 17 кПа). Вміст 15 % (об.) CH3OC4H9 та СН3ОН збільшує об'є- мну частка випаровування суміші за температури до 70 °С, а вміст 15 % (об.) С2Н5ОН збільшує об'ємну частку випаровування за температур до 100 °С.
Встановлено, що для виробництва зимових автомобільних бензинів перспектив- ними оксигенатами можуть вважатися СН3ОН та CH3OC4H9 (взимку необхідно підви- щувати випаровуваність автомобільного бензину, щоб забезпечити швидкий пуск двигуна при низьких температурах навколишнього середовища), для виробництва літнього автомобільного бензину – С2Н5ОН (етанол має вищу температуру кипіння, ніж більшість вуглеводнів бензину, що сприяє запобіганню утворення парових пробок в системі живлення двигуна).
Посилання
Zakon Ukrainy vid 20.06.2022 № 2320-IX «Pro upravlinnia vidkhodamy». Data pochatku dii 29.06.2024. Rozrobnyk: Verkhovna Rada Ukrainy. https://zakon.rada. gov.ua/laws/ show/2320-20#Text.
Hryhorov A.B. Metody vyznachennia yakosti nafty ta naftoproduktiv : navch. po- sib. / A.B. Hryhorov, I.V. Sinkevych, I.O. Lavrova, O.O. Mardupenko – Kh : NTU «KhPI», 2021. – 146 p.
Tovazhnyanskyy L.L., Hotlynska H.P., Leshchenko V.A., Nechyporenko I.O., Chernyshev I.S. Protsesy ta aparaty khimichnoi tekhnolohii.: Pidruchnyk. / Pid zah. Red. L.L. Tovazhnianskoho. – Kharkiv: NTU «KhPI», 2024. – 1016 p.
Shevchenko K.V. Osoblyvosti otrymannia benzynovoi fraktsii termichnym piroli- zom poliolefinovoi syrovyny / K. V. Shevchenko, A. B. Hryhorov // Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu "KhPI". Ser. : Khimiia, khimichna tekhnolohiia ta ekolohiia = Bulletin of the National Technical University "KhPI". Ser. : Chemistry, Chemical Technology and Ecology : zb. nauk. pr. – Kharkiv : NTU "KhPI", 2024. – № 1 (11). – P. 84–88.
Shevchenko K.V. Vtorynni polimery yak perspektyvna syrovyna dlia vyrobnytst-va vysokooktanovoho avtomobilnoho benzynu / K. V. Shevchenko, A. B. Hryhorov // Inteh- rovani tekhnolohii ta enerhozberezhennia. – 2024. – №1. –P. 99–107. doi: 10.20998/2078- 5364.2024.1.09.
Shevchenko, K., Grigorov, A., Ponomarenko, V., Stetsiuk, Y., Matukhno, V. (2021). Technology for Producing Components of Technological and Boiler Fuels from Polymer Raw Materials. Petroleum and Coal, 63(3), rr. 736–741.
Cherniak L.M. Porivnialna kharakterystyka vyparovuvanosti benzyniv z riznym umistom oksyhenativ / L.M. Cherniak, S.V. Boichenko, M.V. Neshta // Naukoiemni tekhnolohii. – 2014. – № 4 (24). – P. 526–531.
Boichenko S. Motorni palyva. Vlastyvosti ta yakist: Pidruchnyk / S. Boichenko, A. Pushak, P. Topilnytskyi, K. Leida. Kyiv: Tsentr navchalnoi literatury, 2017.– 328 p.
Tamer M.M. Abdellatief, Mikhail A. Ershov, Vladimir M. Kapustin, Mohammad Ali Abdelkareem, Mohammed Kamil, Olabi A.G. (2021). Recent trends for introducing promising fuel components to enhance the anti-knock quality of gasoline: A systematic review. Fuel, 291, 120112. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.120112.
Cheol-Soo Lim, Jae-Hyun Lim, Jun-Seok Cha, Jae-Yong Lim. (2019). Comparative effects of oxygenates-gasoline blended fuels on the exhaust emissions in gasoline-powered vehicles. Journal of Environmental Management, 39, rr. 103–113. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.03.039.
DSTU 7687:2015 «Benzyny avtomobilni Evro. Tekhnichni umovy». DTs «UkrNDNTs», Kyiv, 2015. – 15 p.
Ziyu Wang, Zhenyu Lu, Sai C. Yelishala, Hameed Metghalchi, Yiannis A. Levendis. (2020). Laminar burning speeds and flame instabilities of isobutane carbon dioxide air mixtures at high pressures and temperatures. Fuel, 268, 117410. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.117410.
Sandro Gail, Roger F. Cracknell, Dáire Corrigan, Andrea Festa, Varun Shankar, Benoit Poulet, Guy Lovett, Rene D. Büttgen, Karl A. Heufer, Roberto Mariconti, Matteo Cucchi, Fabio Mortellaro. (2021). Evaluating a novel gasoline surrogate containing isopentane using a rapid compression machine and an engine. Proceedings of the Combustion Institute, 38(4), rr. 5643–5653. https://doi.org/10.1016/j.proci.2020.07.103.
Xingcai Lu, Libin Ji, Junjun Ma, Xiaoxin Zhou, Zhen Huang. (2011). Combustion characteristics and influential factors of isooctane active-thermal atmosphere combustion assisted by two-stage reaction of n-heptane. Combustion and Flame,158(2), rr. 203–216. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2010.08.009.
Stradling R., Antunez J. Bellier A. et al. (2012). Gasoline volatility and vehicle performance. The oil companies European association for Environment, Health and Safety in refining and distribution, report no. 2/12, 130 p.
Myhal V.D. Praktychni osnovy diahnostuvannia avtomobilnykh dvyhuniv : navch. Posibnyk / V.D. Myhal, V.A. Korohodskyi, O.I. Voronkov, I.M. Nikitchenko. – Kharkiv : KhNADU, 2021. – 412 p.
Asma Iqbal, Syed Akhlaq AhmadSeparating. (2018). Iso-Propanol-Toluene mix- ture by azeotropic distillation. AIP Conf. Proc., 1953, 030016. https://doi.org/10.1063/1.5032351.
Amelia B. Hadler, Lisa S. Ott, Thomas J. Bruno. (2009). Study of azeotropic mix- tures with the advanced distillation curve approach. Fluid Phase Equilibria, 281, rr. 49–59.
Lu Qi, Ao Yang, Zong Yang Kong, Shirui Sun (2023). Insight on the sustainable design and multi-objective optimization for separating the ternary azeotropic mixture of toluene/n-butanol/water by natural decanting coupled with pressure swing distillation. Separation and Purification Technology, 313:123434.
Shanshan He, Wenyang Fan, Huiwen Huang, Jun Gao, Dongmei Xu, Yixin Ma, Lianzheng, Zhang Yinglong Wang. (2021). Separation of the Azeotropic Mixture Methanol and Toluene Using Extractive Distillation: Entrainer Determination, Vapor–Liquid Equilibrium Measurement, and Modeling. ACS Omega, 6, 50, rr. 34736–34743. https://doi.org/ 10.1021/ acsomega.1c05164.
Fetisov V.S. Paket statystychnoho analizu danykh STATISTICA : navch. posib. / V.S. Fetisov. – Nizhyn : NDU im. M. Hoholia, 2018. – 114 p.
