Технология нефтепереработки для получения авиационного топлива для газотурбинных двигателей Джет А-1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ, МОЛОДЁЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

                                                    Кафедра экспертизы товаров и  услуг

КУРСОВАЯ РАБОТА

По курсу

«Материаловедение и основы технологии производства товаров»

По теме

«Технология нефтепереработки для получения авиационного топлива для газотурбинных двигателей Джет А-1»

 

Исполнитель - ст. 2 курса 9 группы

Факультета международной  экономики

(подпись)

Саакян А.Д.                                                      

Проверил руководитель                                                        

канд. тех. наук, доцент Кундиловская Т.А.         

(подпись) (оценка) (подпись)

 «___» _____________20__г.

Дата защита

 «__» ______________20__г. 

(фамилия,инициалы,должность)

 

 

                               Одесса ОНЭУ 2012

 

 

Содержание

Введение 3

Раздел 1 Свойства авиационного топлива 4

1.1 Характеристика и показатели авиационного топлива.. 4

1.2 Сравнительная характеристика видов авиакеросинов. 8

Раздел 2 Технология авиационного топлива 14

Раздел 3 Оценка показателей качества авиационного топлива для газотурбинных двигателей ДЖЕ Т А-1 (JE T A-1) 18

3.1 Технические требования к авиационному топливу для газотурбинных двигателей ДЖЕ Т А-1 (JE T A-1)  18

3.2. Методы определения показателей  качества авиационного топлива  для газотурбинных двигателей  Джет А-1 (Jet A-1). 22

Выводы 25

Список литературы 26

 

 

 

 

 

                                            

                                                                                                                                                    

 

      

                                                ВВЕДЕНИЕ

        В  крупных международных аеропортах ежедневно заправляються приблизительно 500 самолетов, на что тратится четыре миллиона литров авиационного топлива. Чтобы уменшить связанный риск, авиационное топливо обычно хранится на краю аэропорта или в более удаленном месте. Непосредственно в ходе заправки выделяется большое количество паров. Топливо, поступающее при заправке в бак самолета, вытесняет топливные пары через дренажную систему и на месте проводимых работ образуется взрывоопасная паровоздушная смесь. В зависимости от атмосферных условий и типа используемого топлива, в некоторых точках концентрация выходящих паров топлива может достигать взрывоопасных значений. Пары топлива тяжелее воздуха, потому они оседают к земле, скапливаются в канавах, ямах или других углублениях и способны преодолевать большие расстояния, прежде чем достигнуть источника воспламенения.

        Цель данной работы - изучить понятие авиационного топлива, сырьевую базу, а также технологию нефтепереработки для получения авиационного топлива для газотурбинных двигателей Джет А-1.

        Перед нами поставлены следующие задачи:

        ─   изучить понятие авиационного топлива; 

        ─   определить технологию авиационного топлива;

        ─   оценить показатели качества  авиационного топлива для газотурбинных  двигателей Джет А-1;

        ─   установить технические требования авиационного топлива для газотурбинных двигателей Джет А-1.

        Для  решения поставленных задач используются такие литературные источники:

        1. Ченцов И.В., Вашук В.В. Основы технологии важнейших отраслей промышленности 2-е издание. Минск «Вышэйшая школа» 1989.

        2. Бондаренко Б.И. Каталитический крекинг 1956.

        3. Аксенов А.Ф. Авиационные топлива, смазочные материалы и специальные жидкости 1970.

        4. Белянин Б.В. Технический анализ нефтепродуктов и газа 1970.

        5. Рыбак  Б.М. Анализ нефти и нефтепродуктов 1962.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РАЗДЕЛ 1 СВОЙСТВА АВИАЦИОННОГО ТОПЛИВА

        1.1 Характеристика и показатели авиационного топлива.

        Авиационное топливо — горючее вещество, вводимое вместе с воздухом в камеру сгорания двигателя летательного аппарата для получения тепловой энергии в процессе окисления кислородом воздуха. Делится на два типа — авиационные бензины и реактивные топлива. Первые применяются в поршневых двигателях, вторые — в турбореактивных и турбовинтовых.

        На данный момент из-за прогрессирующего дефицита нефти ищутся способы для замены нефтяного авиационного топлива, в том числе рассматриваются варианты топлив: синтетическое, криогенное метановое топливо и другие. В 1989—90г.г. на жидком водороде и КМТ был испытан самолёт Ту-155, в 1987—88г.г. на сконденсированном техническом бутане — вертолёт Ми-8Т.

        Характеристика и свойства реактивного топлива.

        К реактивному топливу относится керосин — это фракция нефти, выкипающая в основном в интервале температур 200—300 °С. Реактивное топливо, топливо для авиационных реактивных двигателей, как правило, керосиновые фракции, получаемые прямой перегонкой из малосернистых и сернистых нефтей.

        Керосин характеризуется такими физико-химическими свойствами: плотность 0,78—0,85 г/см³;  вязкость 1,2—4,5 мм²/с;  температура вспышки 28—72 °C; теплота сгорания ок. 43 МДж/кг.          [http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/4776]

        В зависимости от химического состава и способа переработки нефти, из которой получен керосин, в его состав входят:

        ─   предельные алифатические углеводороды — 20—60 %;

        ─   нафтеновые углеводороды 20—50 %;

        ─   бициклические ароматические 5—25 %;

        ─    непредельные углеводороды — до 2 %;

        ─   примеси сернистых, азотистых или кислородных соединений.

        Керосин применяют как реактивное топливо, горючий компонент жидкого ракетного топлива, горючее при обжиге стеклянных и фарфоровых изделий, для бытовых нагревательных и осветительных приборов, в аппаратах для резки металлов, как растворитель, сырьё для нефтеперерабатывающей промышленности. Керосин может использоваться как заменитель зимнего и арктического дизтоплива для дизельных двигателей, однако необходимо добавить противоизносные и цетаноповышающие присадки; цетановое число керосина около 40, ГОСТ 10227-86 «Топлива для реактивных двигателей. Технические условия» требует не менее 45. Для многотопливных двигателей возможно применение чистого керосина и даже бензина АИ-80. Допускается добавление до 20 % керосина в летнее дизельное топливо для снижения температуры застывания, при этом не ухудшаются эксплуатационные характеристики. Также керосин — основное топливо для проведения фаершоу, из-за хорошей впитываемости и относительно низкой температуры горения. Применяется так же для промывки механизмов, для удаления ржавчины. [http://elarum.ru/info/products/kerosene/]

        Авиационный керосин, или авиакеросин, служит в турбовинтовых и турбореактивных двигателях летательных аппаратов не только топливом, но также хладагентом и применяется для смазывания деталей топливных систем. Поэтому он должен обладать хорошими противоизносными и низкотемпературными свойствами, высокой термоокислительной стабильностью и большой удельной теплотой сгорания.

        Керосин применяется в ракетной технике в качестве углеводородного горючего и одновременно рабочего тела гидромашин. Использование керосина в ракетных двигателях было предложено Циолковским в 1914 году. В паре с жидким кислородом используется на нижних ступенях многих РН: отечественных — «Союз», «Молния», «Зенит», «Энергия»; американских — серий «Дельта» и «Атлас». Для повышения плотности, и, тем самым, эффективности ракетной системы, топливо часто переохлаждают. В СССР в ряде случаев использовался синтетический заменитель керосина, синтин, позволявший поднять эффективность работы двигателя, разработанного под керосин, без существенных изменений в конструкции. В перспективе предполагается замена керосина на более эффективные углеводородные горючие — метан, этан, пропан и т. п. [http://kerosin-benzin.livejournal.com/]

        Технический керосин используют как сырьё для пиролитического получения этилена, пропилена и ароматических углеводородов, в качестве топлива в основном при обжиге стеклянных и фарфоровых изделий, как растворитель при промывке механизмов и деталей. В керосин, используемый в моечных машинах, для предупреждения накопления зарядов статического электричества добавляют присадки, содержащие соли магния и хрома. В России нормы на технический керосин задаются ГОСТ 18499-73 «Керосин для технических целей». [http://kerosin-benzin.livejournal.com/]

        Осветительный керосин в основном применяют в керосиновых или в калильных лампах, а также в качестве топлива и растворителя. Качество такого керосина в лампах определяется в основном высотой некоптящего пламени. Существенное влияние на ВНП оказывает само качество и состав керосина. Улучшению качеств керосина может содействовать гидроочистка.

        Для реактивных топлив основными показателями качества являются:

        ─   массовая и объёмная теплота сгорания;

        ─   термостабильность топлива;

        ─   давление насыщенных паров;

        ─   вязкость при минусовых температурах;

         ─   совместимость с конструкционными и уплотнительными материалами;

        ─   нагарные и противоизносные свойства.

        Широкофракционные сорта реактивных топлив изготовляются с вовлечением в переработку бензиновых фракций нефти. Для получения некоторых сортов реактивных топлив (Т-8В, Т-6) в качестве сырья применяются вакуумный газойль и продукты вторичной переработки нефти.

        Реактивные топлива на 96—99 % состоят из углеводородов, в составе которых различают три основные группы:

        ─   парафиновые;

        ─   нафтеновые;

        ─   ароматические.

        Кроме углеводородов в реактивных топливах в незначительных количествах присутствуют сернистые, кислородные, азотистые, металлорганические соединения и смолистые вещества. Их содержание в реактивных топливах регламентируется стандартами.

      

 

 

 

 

 1.2. Сравнительная характеристика видов авиакеросинов.

Сравнительная характеристика авиакеросинов ТС-1 и Jet A-1
Параметры	ТС-1	Jet A-1
Кислотность, KOH мг/100 см3	0,7	0,1
Массовая доля RSH*, %	0,003	0,003
Массовая доля общей серы, %	0,2	0,3
Кинематическая вязкость, мм2/cек.	8,0 (-40°С)	8,0 (-20°С)
Плотность, кг/м3	780 (20°С)	775 (15°С)
Температура вспышки, °С	28	38
Высота некоптящего пламени, мм	25	25
* RSH —содержание меркаптановых соединений серы

        В России появился еще один производитель авиакеросина европейской марки Jet A-1, его выпуск начал Кстовский НПЗ (ОАО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез»). В отличие от других отечественных компаний, отправляющих «Джет» только на экспорт, «ЛУКОЙЛ» намерен продавать его в России. Нефтяная компания заключила соответствующее соглашение с «Аэрофлотом».[http://www.oilcapital.ru/edition/nik/archives.com] 
     

  Для продвижения «Джета» на российском рынке сделан еще один важный шаг. При участии «ЛУКОЙЛа» Госстандарт РФ разработал новый ГОСТ Р 52050-02 «Топливо для газотурбинных двигателей «Джет А-1» (Jet A-1)», который планируется ввести в действие с 1 января 2004 года.

Отличие между повсеместно применяемым  в России авиакеросином ТС-1 и его европейским аналогом Jet A-1 состоит в основном в технологии производства. Jet A-1 проходит гидроочистку, в его составе имеются антистатическая и стабилизирующая присадки, он менее экологически вреден, температура вспышки на 10 градусов выше. Он считается в Европе более безопасным при транспортировке и заправке самолетов. Но здесь надо отметить, что в мировой летной практике не зафиксировано ни одной аварии, связанной с техническими характеристиками керосина марки ТС-1. Более того, преимуществом российского авиатоплива является то, что он может использоваться при гораздо более низких температурах (см. «Сравнительная характеристика...»).

        Использование в разных странах того или иного вида авиатоплива связано главным образом с сертификацией. К примеру, в США сертифицирован просто Jet, в большинстве европейских стран —Jet A-1, в России, соответственно, существует ГОСТ 10227-86 на ТС-1. А поскольку российская марка керосина не имеет европейской сертификации, автоматически получается, что применение его в Европе не разрешено.  
На внутренних рейсах в России авиакомпании заправляют самолеты отечественным керосином, что объясняется не только ГОСТом, но и, тривиально, ценой. Jet A-1 примерно на 30% дороже, чем ТС-1, стоимость которого составляет 7200-7600 рублей за тонну.

        Почему-то считается, что при совершении международных полетов из России авиалайнеры заправляются топливом международной марки. Однако на самом деле, как утверждали в беседе с «НиК» представители аэропортов «Шереметьево», «Домодедово» и других, российским авиакеросином заправляют в России абсолютно все самолеты.  
Причем сами авиаторы, летающие и на российских, и на зарубежных судах на топливе всех видов, говорят, что в эксплуатации не видят между этими марками абсолютно никакой разницы. 
Несмотря на то, что ни Jet A-1, ни какое-либо иное зарубежное авиатопливо не имеют реального хождения непосредственно на российском рынке, отечественные заводы уже несколько лет выпускают европейский авиакеросин — для экспортных поставок.