Виды и характеристики топлива

Министерство  образования Республики Беларусь

Белорусский государственный  университет

Юридический факультет 
 
 
 

    Реферат на тему «Виды и  характеристики топлива»                            

                                                          Выполнил:

студент 2 курса, 1 группы,

юридического  факультета БГУ

специальности «Правоведение»

дневной формы обучения

Приходько Татьяна

                                                                                                 Научный руководитель:

Самусенко Лидия Анатольевна,

старший преподаватель 
 

Минск

2012 

1.1. Бензины 

Основные  виды топлива для автомобилей - продукты переработки нефти - бензины и  дизельные топлива. Они представляют собой смеси углеводородов и  присадок, предназначенных для улучшения  их эксплуатационных свойств. В состав бензинов входят углеводороды, выкипающие при температуре от 35 до 200 "С, а в состав дизельных топлив - углеводороды, выкипающие в пределах 180...360 "С.

Бензины в силу своих физико-химических свойств применяются в двигателях с принудительным зажиганием (от искры). Более тяжелые дизельные топлива вследствие лучшей самовоспламеняемости применяются в двигателях с воспламенением от сжатия, т.е. дизелях.

К автомобильным  бензинам предъявляются следующие  требования:

бесперебойная подача бензина в систему питания  двигателя;

образование топливовоздушной смеси требуемого состава;

нормальное (без детонации) и полное сгорание смеси в двигателях;

обеспечение быстрого и надежного пуска двигателя  при различных температурах окружающего  воздуха;

отсутствие  коррозии и коррозионных износов;

1.2 Дизельные топлива 

Дизельные двигатели в силу особенностей рабочего процесса на 25...30% экономичнее бензиновых двигателей, что и предопределило их широкое применение. В настоящие время они устанавливается на большинство грузовых автомобилей и автобусов, а также на часть легковых.

Эксплуатационные  требования к дизельным топливам (ДТ):

•бесперебойная  подача топлива в систему питания  двигателя;

•обеспечение  хорошего смесеобразования;

•отсутствие коррозии и коррозионных износов;

•минимальное  образование отложений в выпускном  тракте, камере сгорания, на игле и распылителе  форсунки;

•сохранение качества при хранении и транспортировке.

Наиболее  важными эксплуатационными свойствами дизельного топлива являются его  испаряемость, воспламеняемость и низкотемпературные свойства.

1.3 Газообразные топлива 

По физическому  состоянию горючие газы делятся  на две группы:

сжатые  и сжиженные. Если критическая температура  углеводородов ниже обычных температур при эксплуатации автомобилей, то их применяют в сжатом виде, а если выше - то в сжиженном виде под  давлением 1,5...2,0 МПа.

Требования  к газообразным топливам:

•обеспечение  хорошего смесеобразования;

•высокая  калорийность горючей смеси;

•отсутствие коррозии и коррозионных износов;

•минимальное  образование отложений во впускном и выпускном трактах;

•сохранение качества при хранении и транспортировании;

•низкая стоимость производства и транспортирования.

Сжиженные газы. Основные компоненты – пропан и бутан . Получают из попутных нефтяных газов, из газообразных фракций при переработке нефтепродуктов и каменных углей. Поэтому они получили название сжиженных нефтяных газов. Для их обозначения часто используют аббревиатуру «СНГ».

Критические температуры пропана (+97 "С) и бутана (+126 "С) выше температуры окружающей среды, поэтому их легко можно  перевести в жидкое состояние. При +20 °С пропан сжижается при 0,716, а бутан - при 0,103 МПа.

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ  ВИДЫ ТОПЛИВА 

2.1 Природный газ 

Природный газ в большинстве стран является наиболее распространенным видом альтернативного  моторного топлива. Природный газ  в качестве моторного топлива  может применяться как в виде компримированного, сжатого до давления 200 атмосфер, газа, так и в виде сжиженного, охлажденного до -160°С газа. В настоящее время наиболее перспективным является применение сжиженного газа (пропан-бутан). В Европе это топливо называется LPG (Liquefied petroleum gas - сжиженный бензиновый газ). В то время как сжатый газ (метан) находится в баках под давлением 200 бар, что само по себе представляет повышенную опасность, LPG сжиживается при давлении 6-8 бар. В Европе сегодня насчитывается около 2,8 млн машин, работающих на LPG. 

2.2 Газовый конденсат 

Использование газовых конденсатов в качестве моторного топлива сведено к  минимуму из-за следующих недостатков: вредное воздействие на центральную  нервную систему, недопустимое искрообразование в процессе работы с топливом, снижение мощности двигателя (на 20%), повышение  удельного расхода топлива. 

2.3 Диметилэфир 

Диметилэфир является производной метанола, который получается в процессе синтетического преобразования газа в жидкое состояние. Существуют разработки по переоборудованию дизельных двигателей под диметилэфир. При этом существенно улучшаются экологические характеристики двигателя.

На сегодняшний  день в мире потребление диметилэфира составляет около 150 тыс. т в год.

В последние  годы разрабатываются технологические  процессы получения диметилэфира из синтетического горючего газа, производимого из угля.

В отличие  от сжиженного природного газа, диметилэфир менее конкурентоспособен, в основном по причине того, что теплотворная способность на тонну диметилэфира на 45% ниже теплотворности на тонну сжиженного природного газа. Также для производства диметилэфира требуется не только более высокий уровень предварительных капиталовложений, но и больший объем сырьевого газа для производства продукта с эквивалентной теплотворной способностью.

В будущем  диметилэфир можно рассматривать только в качестве продукта, имеющего ограниченные возможности, так как производство сжиженного природного газа характеризуется более значительной экономией за счет масштабов производства, более низким уровнем капитальных затрат и более высокой эффективностью процесса производства. 

2.4 Шахтный метан 

В последнее  время к числу альтернативных видов автомобильных топлив стали  относить и шахтный метан, добываемый из угольных пород. Так, к 1990 г. в США, Италии, Германии и Великобритании на шахтном метане работали свыше 90 тыс. автомобилей. В Великобритании, например, он широко используется в качестве моторного топлива для рейсовых автобусов в угольных регионах страны. Содержание метана в шахтном газе колеблется от 1 до 98%. В США добыча угольного метана из специальных скважин возросла от 1 млрд до 40 мрлд м3 и в будущем еще удвоится. Прогнозируется, что газовая добыча метана в угольных бассейнах мира уже в ближайшее время составит 96-135 млрд м3. Общие ресурсы метана в угольных пластах России составляют, по различным источникам, 48-65 трлн м3. 

2.5 Этанол и метанол 

Этанол (питьевой спирт), обладающий высоким  октановым числом и энергетической ценностью, добывается из отходов древесины  и сахарного тростника, обеспечивает двигателю высокий КПД и низкий уровень выбросов и особо популярен  в теплых странах. Так, Бразилия после  своего нефтяного кризиса 1973 г. активно  использует этанол - в стране более 7 млн автомобилей заправляются этанолом и еще 9 млн - его смесью с бензином (газохолом). США является вторым мировым лидером по масштабному изготовлению этанола для нужд автотранспорта. Этанол используется как “чистое” топливо в 21 штате, а этанол-бензиновая смесь составляет 10% топливного рынка США и применяется более чем в 100 млн двигателей. Стоимость этанола в среднем гораздо выше себестоимости бензина. Всплеск интереса к его использованию в качестве моторного топлива за рубежом обусловлен налоговыми льготами.

Метанол как моторное топливо имеет высокое  октановое число и низкую пожароопасность. Данные обстоятельства обеспечивают его широкое применение на гоночных автомобилях. Метанол может смешиваться с бензином и служить основой для эфирной добавки - метилтретбутилового эфира, который в настоящее время замещает в США большее количество бензина и сырой нефти, чем все другие альтернативные топлива вместе взятые.

2.6 Синтетический бензин 

Сырьем  для его производства могут быть уголь, природный газ и другие вещества. Наиболее перспективным считается  синтезирование бензина из природного газа. Из 1 м3 синтез-газа получают 120-180 г синтетического бензина. За рубежом, в отличие от России, производство синтетических моторных топлив из природного газа освоено в промышленном масштабе. Так, в Новой Зеландии на установке фирмы “Мобил” из предварительно полученного метанола ежегодно синтезируется 570 тыс. т моторных топлив. Однако в настоящее время синтетические топлива из природного газа в 1,8-3,7 раза (в зависимости от технологии получения) дороже нефтяных. В то же время разработки по получению синтетического бензина из угля достаточно активно ведутся в настоящее время в Англии. 

2.7 Электрическая энергия 

Заслуживает внимания применение электроэнергии в  качестве энергоносителя для электромобилей. Кардинально решается вопрос, связанный  с токсичностью отработанных газов, появляется возможность использования  нефти для получения химических веществ и соединений. К недостаткам  электроэнергии как вида электроносителя можно отнести: ограниченный запас хода электромобиля, увеличенные эксплуатационные расходы, высокая первичная стоимость, высокая стоимость энергоемких аккумуляторных батарей. 

2.8 Топливные элементы 

Топливные элементы - это устройства, генерирующие электроэнергию непосредственно на борту транспортного средства, - в процессе реакции водорода и  кислорода образуются вода и электрический  ток. В качестве водородосодержащего  топлива, как правило, используется либо сжатый водород, либо метанол. В  этом направлении работает достаточно много зарубежных автомобильных  фирм, и если им в итоге удастся  приблизить стоимость автомобилей  на топливных элементах к бензиновым, то это станет реальной альтернативой  традиционным нефтяным топливам в странах, импортирующих нефть. В настоящее  время стоимость зарубежного  экспериментального легкового автомобиля с топливными элементами составляет порядка 1 млн долл. США. Кроме того, к недостаткам применения топливных элементов следует отнести повышенную взрывоопасность водорода и необходимость выполнения специальных условий его хранения, а также высокую себестоимость получения водорода. 

2.9 Биодизельное топливо 

В последние  годы в США, Канаде и странах ЕС возрос коммерческий интерес к биодизельному топливу, в особенности к технологии его производства из рапса (возможно также производство из отработанного растительного масла). В Австрии такое топливо уже сейчас составляет 3% общего рынка дизельного топлива при наличии производственных мощностей до 30 тыс. т/год; во Франции эти мощности составляют 20 тыс. т/год; в Италии - 60 тыс. т/год. В США планируется на 20% заменить обычное дизельное топливо биодизельным и использовать его на морских судах, городских автобусах и грузовых автомобилях. Применение биодизельного топлива связано, в первую очередь, со значительным снижением эмиссии вредных веществ в отработанных газах (на 25-50%), улучшением экологической обстановки в регионах интенсивного использования дизелей (города, реки, леса, открытые разработки угля (руды), помещения парников и т.п.) - cодержание серы в биодизельном топливе составляет 0,02%.

2.10 Воздух 

Во Франции  уже начато производство автомобиля, в качестве топлива для которого будет использоваться сжатый воздух. Принцип работы мотора машины очень  похож на принцип работы двигателя  внутреннего сгорания. Только в двух цилиндрах воздух-кара не бензин “встречается”  с искрой, а холодный воздух с  теплым. По предварительным данным, автомобиль будет стоить порядка 13 тыс. евро. Запас хода - 200 км. 

2.11 Биогаз 

Представляет  собой смесь метана и углекислого  газа и является продуктом метанового брожения органических веществ растительного  и животного происхождения. Биогаз относится к топливам, получаемым из местного сырья. Хотя потенциальных источников для его производства достаточно много, на практике круг их сужается вследствие географических, климатических, экономических и других факторов.